Los pHmetros miden la acidez o alcalinidad de una solución. Existen de varios tipos: portátiles, de laboratorio, digitales, entre otros. Se identifican por la escala de medición, precisión, tipo de electrodo y calibración.

El pH es fundamental para controlar la acidez o alcalinidad de productos alimentarios, lo cual afecta su conservación y sabor. En términos de química, el pH se define de acuerdo con la actividad del ion hidrógeno (H+) en unidades de mol por litro (mol/L).

Los instrumentos más comunes para medir el pH son:

• pHmetros: son usados para medir el pH de líquidos o de muestras sólidas diluidas.
  
  
• Tiras reactivas: útiles para mediciones rápidas, aunque con menor precisión que los pHmetros digitales.

El pHmetro es un instrumento potenciométrico que incluye, dentro de su sistema de medida, un electrodo de referencia, un electrodo de respuesta al pH y un instrumento de medida de potencial.

Como electrodos de respuesta al pH se pueden encontrar:

Haga clic en cada uno de ellos para conocer su definición

Electrodo de hidrógeno

Se considera el estándar para la medida del pH. Consiste en una burbuja de gas hidrógeno con un alambre o una hoja normalmente de platino en su interior, lo cual permite catalizar la reacción, estableciéndose un equilibrio entre el hidrógeno molecular y los iones de hidrógeno.

Electrodo de quinhidrona

Consiste en un electrodo de oro o platino rodeado de una solución saturada de quinhidrona. La quinhidrona está formada por una cantidad equimolecular de benzoquinona e hidroquinona; estas dos sustancias junto con el ion hidrógeno que se mide, forman un sistema reversible de oxidación reducción.

Electrodo de vidrio

Está formado por una membrana de un vidrio especial que separa un electrodo de referencia interna sumergido en una solución de pH determinado, de la solución de pH desconocido en la que está sumergido el dispositivo.

Electrodo de referencia

Para la lectura de pH se necesita un segundo electrodo, además de alguno de los anteriores, que permite poder completar el circuito.

Estos electrodos deben producir un potencial compatible con la medida del electrodo de vidrio, debe ser lineal con respecto a los cambios de temperatura y debe ser simple de utilización.

Los electrodos de referencia más utilizados son los de calomelanos (mercurio/cloruro de mercurio) y el de plata (plata/cloruro de plata), más recientemente.

Habitualmente se utiliza una pareja de electrodos; un electrodo de vidrio y un electrodo de referencia (normalmente de calomelanos). Se forma así una cadena galvánica. Estos electrodos son los más utilizados.

También existen en el mercado electrodos combinados que agrupan en un solo elemento el electrodo de referencia y el electrodo de vidrio.

La calibración de los pHmetros consiste en la comparación del equipo con disoluciones tampón certificadas.

Una disolución tampón, también llamada reguladora, es aquella que tiende a mantener constante el pH. Está formada por un ácido débil y una de sus sales conjugada, o una base débil y una de sus sales conjugada.

Tipos de pHmetros, sus características y sus cuidados

Entre los tipos de pHmetros y sus características están los siguientes:

• pHmetros de mano: portátiles, ideales para mediciones rápidas.
  
  
• pHmetros de laboratorio: más precisos, con características avanzadas de calibración.
  
  
• pHmetros de campo: para usar en exteriores o procesos industriales.

Cuidados

• Calibrar regularmente con soluciones buffer
  
  
• Mantener los electrodos limpios y sumergidos en solución de almacenamiento adecuada
  
  
• No dejar los pHmetros expuestos a cambios extremos de temperatura

Para entender mejor cómo se usan los pHmetros, haga clic en el vídeo incrustado que se muestra a continuación:

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Proceso de calibración de un pHmetro

Se habla de calibrar un pHmetro cuando en realidad lo que calibramos es el electrodo que tenemos conectado al pHmetro.

La razón es que el elemento que se descalibra es el electrodo de pH, no el instrumento, que al ser un aparato electrónico, viene calibrado de fábrica y no se descalibra casi nunca.

El electrodo de pH varía su respuesta durante toda su vida, y esta tiene que ver con las condiciones de la medida, por ejemplo, a mayor temperatura se descalibra más rápido y también se acorta su vida (un electrodo a 90 °C suele durar unos 3 o 4 meses, mientras que a la temperatura ambiente, suele durar entre uno a dos años).

¿En qué consiste la calibración?

En ajustar los valores de pH mostrados por el instrumento a los valores de las disoluciones tampón o patrones de pH. Estas disoluciones patrón siempre indican en su envase la tabla de valores pH verdaderos a diferentes temperaturas.

Así se compensan las desviaciones del potencial de asimetría (valor 0) y pendiente que el electrodo experimenta en el tiempo.

Para la calibración de pHmetro es importante tener en cuenta:

• Los equipos patrones deberán encontrarse dentro del período de validez de calibración; en el caso de que no estén disponibles, se sustituirán por otros de similar incertidumbre.
  
  
• En este caso se trabajará con sustancia tampón que deberá encontrarse dentro del período anterior a la fecha de caducidad. Esta debe ser de muy alta calidad, estable y fresca. Una disolución tampón que ha permanecido al aire durante más de una hora no debe ser utilizada.
  
  
• Usar buena práctica en la utilización de las sustancias tampón, evitar al máximo la contaminación una vez abierta la botella, no efectuar las medidas directamente de la botella, no devolver nunca a la botella la fracción de disolución sobrante utilizada en cada proceso de puesta a punto de electrodos y pHmetro. Mantener en lugar fresco y poco iluminado las sustancias tampón.
  
  
• Tener en cuenta las indicaciones del fabricante para cuando se realicen medidas de pH en los extremos de la escala.

Se debe realizar una limpieza general y efectuar una inspección visual sobre la legibilidad del marcado de las escalas.

Limpiar los contactos de los bornes de los electrodos para eliminar falsos contactos.

Observar para los electrodos todos los cuidados indicados por los fabricantes y sumergirlos en las soluciones tampón o solución problema, de forma que al menos toda la membrana quede sumergida en la disolución.

Descripción del método de calibración de pHmetro

Se realizará en su lugar habitual de trabajo y dentro de los márgenes de temperatura adecuados.

Primero se realizará su puesta a punto habitual o diaria, utilizando las disoluciones tampón al efecto de que dispone la persona usuaria. Para ello se seguirá el siguiente proceso:

1. El sistema de medida del pH debe estar funcionando durante al menos 30 minutos, antes de iniciar el proceso de calibración.
   
   
2. Ajuste de la compensación manual de temperatura en el valor al cual será realizada la puesta a punto de las soluciones tampón. Este valor se determina midiendo con el termómetro la temperatura de las soluciones tampón.
   
   
3. Examinar el electrodo para comprobar que no existe defecto alguno o presencia de burbujas de aire en su interior. En el caso de que las hubiere, sacudir el electrodo de forma similar a los termómetros clínicos, para bajar la temperatura.
   
   
4. Limpiar el electrodo exteriormente con abundante agua destilada.
   
   
5. Sumergir el electrodo (o electrodos si no son combinados) en la solución tampón a temperatura controlada. La solución utilizada debe ser la de pH más próximo al pH interno del electrodo de vidrio, que suele ser pH 7.
   
   
6. Esperar el equilibrio térmico durante aproximadamente 1 minuto. Una vez estabilizada la lectura, accionar el mando de punto neutro calibración-estandarización-asimetría, hasta conseguir una indicación del pH de la solución tampón.
   
   
7. Retirar el(los) electrodo(s) de la disolución y lavarlo(s) con abundante agua destilada o con la solución tampón que será utilizada a continuación. Pueden secarse los electrodos sin frotar.
   
   
8. Sumergir el electrodo en otro vaso que contenga otra disolución tampón de pH diferente a la anterior (suele utilizarse pH 4).
   
   
9. Esperar el equilibrio térmico durante aproximadamente 1 minuto. Una vez estabilizada la lectura, accionar el mando de pendiente-escala para ajustar la indicación al valor de pH de la solución tampón utilizada.

De esta forma, el aparato queda ajustado en toda su escala y listo para realizar medidas de pH sobre sustancias de pH desconocido. La escala ha quedado ajustada en dos puntos de la recta que relaciona los potenciales (mV) generados por el electrodo en función del pH de las disoluciones en que se sumerge.

Si se necesitara el ajuste empleando además otro punto de calibración (por ejemplo, pH 9), deberán repetirse los puntos 7 a 9.