PRATICA N° 10
DETERMINACION DEL pH DE SOLUCIONES
I.OBJETIVOS
1.1 Determinar el pH de una solución por métodos colorimétricos y potenciométricos, usando indicadores y el pH metro.
II.FUNDAMENTO.
Se denomina pH al logaritmo en base 10 de la concentración de iones hidrógeno [H+] con signo negativo, de una solución acuosa.
El pH sirve para indicar la concentración de iones de hidrógeno [H+] o de hidroxilo [OH-] en las soluciones acuosas.
Por definición de producto iónico del agua KW, se tiene la expresión
[H+] [OH-] = KW
Donde KW = 1x 10-14
Tomando logaritmos y multiplicando por (-1), por definición de pH y pOH para una solución acuosa resulta que:
Entonces, cuando una solución es neutra el valor de pH es 7, si es acida el valor varía de 0 a 7, si es basica de 7 a 14. Esta medida se puede hacer por un método colorimétrico o por un método potenciométricos.

Con el método colorimétrico, el intervalo del valor del pH se conoce usando indicadores acido-base débil (sustancias organicas coloreadas) que tiene la propiedad de cambiar de color rapidamente, cuando la solución llega a tener un pH determinado.
Para el método potenciométrico, se utiliza un instrumento electrónico llamado medidor de pH (pH-metro). En verdad, el pH-metro mide actividad y no concentración de hidrógeno.
El papel de pH universal esta impregnado con varios indicadores para cubrir un amplio intervalo devalores de pH, cada indicador cambia de color a un pH diferente.
Adicionalmente, a partir del conocimiento de ionización de acidos y bases débiles, para calcular la [H+] de una mezcla de acido débil y la sal correspondiente se usa la ecuación generalizada de Henderson Hasselbach y es la siguiente:



pH = pKa + log
Dónde: pKa = - Log Ka
Ka = constante de ionización del acido débil.
III. MATERIALES Y REACTIVOS

Materiales
Vasos de precipitados de 50ml
Tubos de ensayo
Gradillas
Pipetas de 10 ml gotero
PH-metro


Reactivos
Vinagre
Jugo de naranja
Solución de jabón
NHOH
Na2CO3
NH4Cl
CH3COOH
Indicadores organicos
Papel universal pH



IV.PROCEDIMIENTO
A) DETEREMINACIÓN DEL pH USANDO INDICADORES
1. Numere 4 tubos de ensayo
2. Colocar 5 ml de la sustancia problema en cada tubo (Tabla N° 2)
3. Adicionar 2 gotas de los indicadores correspondientes a cada uno de los tubos
4. Observe el cambio de color, compare con la Tabla N° 1 y determine el intervalo de pH de la solución.
5. Anote sus resultados y el color correspondiente en la Tabla N° 2.




TABLA N° 1
INDICADORES ACIDO-BASE
INDICADOR

COLORES

INTERVALO DE pH


ACIDO
BASE


Naranja de Metilo
Rojo de Metilo
Fenolftaleína
Amarillo de Alizarina


Rojo
Rojo
Incoloro
amarillo

Amarillo
Amarillo
Rosado
Violeta


3,0- 4,4
4,4 - 4,6
8,0 - 10,0
10,0 – 12,0

B) DETERMINCACIÓN DEL pH USANDO LA CINTA:

6. Comprobar los colores obtenidos de pH en cada tubo con el papel universal

C) DETERMINACIÓN DEL pH DE UNA SOLUCIÓN DESCONOCIDA CON EL pH-metro
Previa calibración del pH-metro, sumergir el electrodo en la muestra desconocida y registrar el valor del pH de la solución desconocida.
V.RESULTADOS
N°
REACTIVOS
pH
I
Vinagre blanco(acido acético)
2,42
II
Vinagre negro (acido acético)
2,48
III
Limón
2,62
IV
Tiosulfato de sodio (Na2S2O4)
3,15
V
Naranja
3,40
VI
Mandarina
3,91
VII
Durazno
4,67
VIII
Lima
5,43
IX
Iodato de potasio (KIO3)
6,11
X
Orina
6,66
XI
Cloruro de amonio (NH4Cl)
7,15
XII
Saliva
7,10
XIII
Agua potable
7,40
XIV
Hidróxido de amonio(NH4OH)
10,70






















VI. DISCUSIONES
Porque es mejor usar la cinta de pH para medir el potencial de hidrogeno (pH) del jugo de papaya en vez de usar el pH-metro, esto se debe principalmente a que el pH-metro es muy complejo teniendo ciertas poros muy finos que lo ayudan a la medición, la cual al medir el pH de una mezcla media semicondensada esto afectara a los poros del pH-metro impidiendo que se obtenga un medición exacta, por eso es preferible usar la cinta de pH

Porque es mejor que el electrodo del pH-metro se guarde en una solución deagua potable que en agua destilada, debido a que el agua potable tiene iones al igual que el electrodo manteniendo la compensación de iones del electrodo, mientras que el agua da referencia a que no tiene iones, esto permite que la compensación aumente y los iones del electrodo hacia el medio desequilibrando el pH-metro.

VII.CONCLUSIONES
Para medir el pH podemos determinarlo con diferentes instrumentos de medición (pHmetro, papel tornasol, papel universal), pero solo algunos seran adecuadas para ciertas sustancias, debido a las propiedades físicas de las soluciones a veces imposibilita la correcta medición del pH.
Tenemos múltiples indicadores para la determinación del pH como por ejm: fenolftaleína, Dicromato de potasio, clorato de potasio, naranja de metilo, azul de metileno, EBT (ericromo negro de T) y azul de Prusia.

VIII. CUESTIONARIO
1) Qué es una solución reguladora o Buffer? Ejemplo

SOLUCIONES BUFFER

Un tampón o buffer es una o varias sustancias químicas que afectan a la concentración de los iones de hidrógeno (o hidronios) en el agua. Siendo que pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un 'buffer' (o 'amortiguador') lo que hace es regular el pH.
Cuando un 'buffer' es añadido al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante. De esta manera, acidos o bases (alcalis = bases) adicionales no podran tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre seestabilizara de inmediato
Ejm:  amoníaco-catión amonio, acido acético-anión acetato, anión carbonato-anión bicarbonato, acido cítrico-anión citrato o alguno de los pares en la disociación del acido fosfórico.
Una disolución buffer o amortiguadora se caracteriza por contener simultaneamente una especie débil y su par conjugado:
un acido débil y la sal de su par conjugado
HA   +   H2O            A–   +   H3O+
 
una base débil y  la sal de su par conjugado 
B   +   H2O            BH+   +   OH–
 
La disolución buffer debe contener una concentración relativamente grande de cada uno de los integrantes del par conjugado, de modo que:
la especie acida del sistema buffer pueda reaccionar con los iones OH– que se le añadan
la especie basica del sistema buffer pueda reaccionar con la cantidad de iones H+ que se añadan

La presencia del par conjugado hace que la especie débil se disocie en menor proporción:
HA   +   H2O        A–  +   H3O+
B   +   H2O          BH+   +   OH–
 
La presencia de la especie débil hace que el par conjugado se hidrolice menos:

A-   +   H2O          HA   +   OH–
BH+   +   H2O          B  +   H3O+



El uso de las disoluciones buffer es importante en muchos procesos industriales, así por ejemplo en el electroplatinado, la elaboración del cuero, de materiales fotograficos y de tintes.
En la investigación bacteriológica, generalmente se debe mantener el pH de los medios de cultivo para el crecimiento de las bacterias en estudio.
En el cuerpo humano los valores del pH varían mucho de un fluido a otro, sin embargo estos valores son fundamentales para el funcionamiento adecuado de las enzimas y el balance de la presión osmótica y se mantienen gracias a las disoluciones buffer.
Cómo calcular el pH en soluciones buffer
 




2) Describe un pH-metro


Fig. 2. Esquema de un electrodo combinado (A+B) para medir el pH de una disolución: A, Electrodo de referencia y B, electrodo de medida. Leyenda: 1, Hilo de platino (Pt); 2, mezcla de Hg•Hg2Cl2; 3, lana de vidrio; 4, placa porosa de asbesto; 5, disolución saturada de KCl; 6, punto de relleno; 7, membrana de vidrio con puente salino y 8, Ag•AgCl.
De acuerdo con lo anteriormente expuesto, la Fig. 3 muestra el pH que presentan algunas sustancias de uso común.



Propósito del Ph-metro

El analizador de pH es un instrumento de uso común en cualquier campo de la ciencia relacionado con soluciones acuosas. Se utiliza en areas como la agricultura, el tratamiento y purificación de agua, en procesos industriales como los petroquímicos, fabricación de papel, alimentos, metalmecanica, farmacia e investigación y desarrollo
entre otros. En el laboratorio de salud, las aplicaciones del instrumento estan relacionadas con el control de medios de cultivo, controlar y/o medir la alcalinidad o acidez de caldos y buffer. En equipos especializados de diagnóstico de laboratorio, se usan los mismos principiosutilizando microelectrodos para medir la acidez o alcalinidad de los componentes líquidos de la sangre, en donde la sustancia mas importante es el agua que contiene gran cantidad de sales y sustancias organicas disueltas. El pH del plasma sanguíneo es una de las características que permite evaluar y determinar el estado de salud de un paciente; su valor varía normalmente –en el plasma– entre 7 y 7,45. Dicho valor esta relacionado con el metabolismo del paciente, proceso en el cual ocurre multitud de reacciones que resultan inherentes al proceso vital, en las cuales se producen y eliminan acidos y bases que, en condiciones normales, se mantienen en equilibrio. Los acidos liberan constantemente iones [H+] que el organismo neutraliza o equilibra mediante la liberación de iones de bicarbonato [HCO3–]. El organismo mantiene el equilibrio acido-basico a través de los riñones, órganos en los cuales se elimina cualquier exceso que se presente.
–Es una de las características que varía dependiendo de factores como la edad o el estado de salud del paciente–. Se presentan a continuación los valores típicos de pH de algunos fluidos corporales.

Los electrodos tiene una punta en forma de bola que tiene pequeños poros  por los cuales son sensibles los atomos de hidrogeno  que se encuentran disueltos en la sustancia que queremos analizar


Mantenimiento
El electrodo de vidrio es relativamente inmune a las interferencias del color, turbidez, material coloidal,cloro libre, oxidante y reductor.
La medida se afecta cuando la superficie de la membrana de vidrio esta sucia con grasa o material organico insoluble en agua, que le impide hacer contacto con la muestra, por lo tanto, se recomienda la limpieza escrupulosa de los electrodos.
Los electrodos tienen que ser enjuagados con agua destilada entre muestras. No se tienen que secar con un trapo, porque se podrían cargar electrostaticamente. Luego se de
Precauciones
1. El electrodo debe mantenerse humedecido siempre.
2. Se recomienda que se guarde en una solución de 4M KCl; o en un buffer de solución de pH 4 ó 7
3. No se debe guardar el electrodo en agua destilada, porque eso causaría que los iones resbalaran por el bulbo de vidrio y el electrodo se volvería inútil.
4. Se calibra mediante soluciones estandarizadas.

3) Calcula la [H] de la solución final cuando 100 ml de NaOH 0,10N es añadido a 150 ml de H2SO4 0,2 M.
4) Cual debería ser el pH y la concentración de la solución tampón resultante cuando 3,48 g de K2HPO4 y 2,72 g de KH2PO4 son disueltos en 250 ml de agua destilada.
IX. BIBLIOGRAFÍA
https://proyectodecalibracion.blogspot.com/2011/12/ph-metro.html
https://es.scribd.com/doc/55785231/Mantenimiento-de-Electrodos-Phmetro
https://www.ehu.es/biomoleculas/ph/medida.htm
https://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/368-soluciones-buffer-o-amortiguadoras
https://materias.fi.uba.ar/6305/download/SOLUCIONES%20REGULADORAS%20DE%20pH.pdf