Cualquier solución es como una pequeña batería. Puede generar voltaje dependiendo de la concentración de iones de hidrógeno (H +). La solución ácida tiene más concentración de iones de hidrógeno que la solución alcalina.
Las sondas de pH miden el pH midiendo el voltaje o la diferencia de potencial de la solución en la que se sumerge. Al medir la diferencia de potencial, la concentración de iones de hidrógeno se puede calcular utilizando la ecuación de Nernst que proporciona la relación entre la concentración de iones de hidrógeno y el voltaje o potencial.
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Por lo tanto, una sonda de pH mide la diferencia de potencial generada por la solución midiendo la diferencia en la concentración de iones de hidrógeno utilizando la ecuación de Nernst y muestra el pH como salida.
¿De qué está hecho el medidor de pH?
1) Electrodos : para hacer que la electricidad fluya a través de algo, debes crear un circuito eléctrico completo. Por lo tanto, para que la electricidad fluya a través de la solución de prueba, debe colocar dos electrodos (terminales eléctricos). (Si solo tiene una sonda, los dos electrodos están integrados en su interior para mayor simplicidad y conveniencia).
Los dos electrodos utilizados en un medidor de pH son: Primero, un electrodo de vidrio que tiene un cable eléctrico de aleación de plata sumergido en una solución neutra de cloruro de potasio, todo contenido dentro de un bulbo delgado (o membrana) hecho de un vidrio especial que contiene sales de metales, tales como sodio y calcio;
y segundo, el electrodo llamado electrodo de referencia que también tiene un cable eléctrico de aleación de plata suspendido en una solución de cloruro de potasio contenido dentro del mismo bulbo de vidrio especial.
2) Pantalla : Una pantalla puede ser un medidor de bobina móvil con un puntero que se mueve a lo largo de una escala de pH, o un medidor digital con una lectura numérica de pH.
¿Como funciona?
Suponga que sumerge la sonda en una solución, por ejemplo, una solución de ácido clorhídrico. La solución de ácido clorhídrico (HCl) contiene iones de hidrógeno pequeños (H +) e iones de cloruro grandes (Cl-) como se muestra en el siguiente diagrama:
Cuando la sonda se sumerge en la solución, los iones de hidrógeno más pequeños pueden penetrar en el área límite de la membrana de vidrio y los iones de cloruro más grandes permanecen en la solución misma. Por lo tanto, el resultado es una separación de carga como se muestra en el siguiente diagrama:
El mismo proceso ocurre dentro de la sonda que contiene una solución neutra de cloruro de potasio, es decir, tiene un pH = 7 y tiene una concentración constante de iones de hidrógeno.
Ahora, si la concentración de iones de hidrógeno, o pH, en la solución externa difiere de la de la solución interna, entonces se detecta una diferencia de potencial medible y el pH se calcula simultáneamente.
En nuestro caso, ya que el HCl es ácido; contendrá más concentración de iones de hidrógeno que la solución interna. Por lo tanto, la diferencia de potencial medida dará un pH <7
En el caso de una solución neutra, las concentraciones internas y externas de iones de hidrógeno serán las mismas y no se formará una diferencia de potencial y se medirá un pH = 7. En el caso de una solución alcalina, la concentración de iones de hidrógeno en el exterior será menor que la solución en el interior. Por lo tanto, la diferencia de potencial medida dará un pH> 7
Hacer mediciones precisas de pH
Para que los medidores de pH sean precisos, deben calibrarse adecuadamente. Por lo tanto, generalmente necesitan pruebas y ajustes antes de comenzar a usarlos. Usted calibra un medidor de pH sumergiéndolo en tampones (soluciones de prueba de pH conocido) y ajusta el medidor en consecuencia. Las soluciones tampón que tienen un pH de 1, 2, 4, 7, 10 y 12 se usan comúnmente y están disponibles comercialmente.
Fuente:
(Si todavía tiene algún problema, puede consultar este video animado).
2) ¿Cómo funcionan los medidores de pH?
