Guía: qué es el pH y cómo cuidar un pH-metro
### Qué significa el pH
La «p» es el logaritmo negativo en base 10 y la «H» es el hidrógeno: pH = −log [H⁺]. La escala habitual va de 0 a 14, es decir, concentraciones de iones hidrógeno de 10⁰ a 10⁻¹⁴ mol/L. Por debajo de 7 la solución es ácida, en 7 es neutra y por encima de 7 es básica. Como la escala es logarítmica, un cambio de una unidad de pH equivale a diez veces más o menos iones hidrógeno: por eso el pH es una variable muy sensible y exige sensores y control cuidadosos.
### Cómo se mide
Los papeles indicadores solo dan una estimación aproximada. Un pH-metro digital mide con más precisión: un electrodo de vidrio, cuya membrana sensible al hidrógeno genera un potencial variable, un electrodo de referencia de potencial constante y un medidor de alta impedancia. La señal es muy pequeña y de alta impedancia, y el medidor la convierte en unidades de pH.
### Calibración
- Se parte con un tampón (buffer) de pH 7,00 como punto cero: equivale a 0 mV, y cada unidad de pH corresponde a unos 60 mV (a 25 °C, alrededor de 59 mV). Por ejemplo, pH 4 da cerca de +180 mV y pH 9 cerca de −120 mV.
- Una calibración con dos tampones que encierren el rango de las muestras (por ejemplo 4,00 y 10,00) mejora la exactitud.
- Los tampones tienen un pH constante y resisten los cambios; sirven para calibrar y la calibración se repite periódicamente, porque cada electrodo es distinto y su respuesta cambia con el tiempo.
- La temperatura del instrumento debe coincidir con la de los tampones, o bien usarse compensación automática (ATC).
### Efecto de la temperatura
El error por temperatura crece cuanto más lejos está la muestra de pH 7 y cuanto mayor es la diferencia con la temperatura de calibración. Con una exactitud requerida de ±0,1 pH, una muestra de pH 6 a 45 °C genera un error de unos 0,06 pH y no necesita compensación; una de pH 10 a 55 °C genera unos 0,27 pH y sí la necesita. La compensación puede ser automática (ATC), cuando la temperatura varía, o manual, cuando es constante. El sensor de temperatura se ubica junto al electrodo y se mantiene durante la calibración y la medición.
### Cuidado del electrodo
- El electrodo es de vidrio y es frágil; está pensado para medios acuosos, no para solventes.
- Debe mantenerse húmedo. Si se secó, se remoja al menos 30 minutos en su solución de almacenamiento (o en tampón de pH 4 o 7) antes de calibrar.
- Si la unión se obstruye, se limpia con la solución de limpieza que indique el fabricante del electrodo; también ayuda remojarla en agua tibia desionizada.
- Para guardarlo se usa la solución de almacenamiento del fabricante (alternativa: tampón de pH 4 o 7); no se guarda en agua destilada.
- Su vida útil es de alrededor de un año, incluso sin uso. Respuesta lenta, lecturas erráticas o ausencia de lectura indican desgaste, por lo que conviene tener un electrodo de repuesto.
### Dificultades en aplicaciones industriales
En procesos aparecen errores de repetibilidad e histéresis en la instrumentación, oscilaciones en los lazos de control cuando la curva de titulación es muy pronunciada y retrasos en la entrega de reactivos. Se recomienda instalar uno o tres electrodos, no dos (con tres se detecta cuál falla). La escala de pH abarca un rango de concentraciones mayor que cualquier otra medición y los sensores detectan cambios muy pequeños, de modo que el control debe ser gradual.
