Portada

Universidad Autónoma de Tlaxcala 

Facultad de Ciencias Básicas, Ingeniería y Tecnología 

Química Industrial 

• Jose Francisco Luna Ramirez 
• Anyelo Castro Gonzalez 
• Miguel Angel Lucas Nicolas 
• Leilani Alitzel Flores Jiménez 

Introducción

Las personas que trabajan en un laboratorio químico utilizan material muy diverso,

diseñado cada uno para una función específica y poder alcanzar un objetivo

concreto. El progreso de la técnica estos últimos años ha hecho que en los

laboratorios existan nuevos recursos que hacen el trabajo del químico más fácil y

rápido. No obstante, la utilización de material clásico como son las balanzas, 

embudos, probetas, pipetas, etc., es imprescindible tanto en la síntesis de productos

químicos como durante la preparación de la muestra para introducirla en un aparato.

Muchas personas hayan difíciles el manejar estos instrumentos, solo al ver su forma

y estado de delicadez. Eso es erróneo son fáciles dependiendo del buen manejo y

cuidado con que los toquen. Es de gran importancia reconocer e identificar los

diferentes instrumentos o herramientas de laboratorio, ya que de esta manera

seremos capaces de utilizarlos adecuadamente y también de llamarlos por

su nombre y conocer su utilidad.

A través de la investigación que veremos en este trabajo, presentamos información

elemental sobre algunos instrumentos de laboratorio así como también damos

explicaciones sencillas y de gran importancia sobre su uso, funcionamiento,

aplicaciones, cualidades, entre otras.

Resumen

El pH-metro es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución. Este equipo permite realizar mediciones de la acidez de una solución acuosa, siempre que el mismo sea utilizado de forma cuidadosa y se ajuste a procedimientos plenamente comprobados. A los analizadores de pH se les denomina, además, pH-metros, monitores de pH o potenciómetros.Antes del pH-metro, la industria cítrica tuvo dificultades midiendo la acidez del jugo de limón por que el dióxido de sulfuro que usó como preservativo, blanqueaba el papel tornasol. El uso de los pH-metro, que eran más exactos, eliminó la necesidad del dióxido de azufre. 

Primeros ph-metros

Antecedentes

En 1934, Glen Joseph, un químico que trabajaba en un laboratorio del California Fruit Growers Exchange (Intercambio de cultivadores de frutas de California), pidió a su amigo Arnold Beckman en el Instituto de Tecnología de California, ayuda para encontrar una mejor manera de medir la acidez del jugo de limón. Los cultivadores de frutos usan la acidez de la fruta para determinar su madurez y calidad. El equipo que Beckman construyó funcionó tan bien que Joseph le pidió otro. Beckman subsecuentemente fundó un negocio de fabricación y venta de pH-metros para laboratorios en el mundo.

Objetivos, Hipótesis y Justificación

Objetivos

• Dar a conocer el Ph-metro o potenciometro, que utilizamos frecuentemente en laboratorio.
• Demostrar que el Potenciometro de laboratorio es fácil de utilizar.

Hipótesis

¿Qué es y para que nos sirven el ph-metro o potenciometro en el laboratorio? 

Justificación

En la actualidad, muchas personas que se relacionan con el material de laboratorio químico, desconocen el funcionamiento del ph-metro. En muchas ocasiones, estas personas se ven involucrados en diversos accidentes, provocados por el mal manejo de este aparato, dañando así, tanto equipo como a las mismas personas.

Este trabajo es elaborado con el fin de conocer mejor el equipo que manejaremos dentro del laboratorio, ya que el buen y adecuado uso de estos, nos proporciona un mayor tiempo de vida de los mismos. Al igual que mejorar nuestras capacidades de comprensión y resolución de algún percance con alguno de estos.

Tipos de Ph-metros

Existen cuatro tipos de pHmetro:

• pH-metro de bancada: Es indicado para trabajos que requieren control del pH, mV y temperatura. Tiene aún como diferencial la indicación y compensación automática de temperatura.
  
• pH-metro de bolso: Sustituye el papel pH y posee compensación automática de temperatura.
  
• pH-metro portátil: Utilizado generalmente en industrias alimenticias, farmacéuticas, químicas, azucareras y etc. Este tipo de pH-metro es ideal para determinar el pH del material en el local del médico, evitando así problemas o errores por contaminación.
  
• pH-metro digital: Más utilizado en trabajos de investigación y rutina del laboratorio, el pH-metro digital posee alta precisión en los resultados.
  

Partes Del Equipo

Un analizador de pH dispone generalmente de los siguientes componentes:

1. Un instrumento que contiene los circuitos, los controles, los conectores y las pantallas o escalas de medición.
2. Un interruptor de encendido/apagado.
3. Control de temperatura. Este control permite realizar los ajustes relacionados con la temperatura de la disolución a la cual se realiza la medición del pH.
4. Controles de calibración. Dependiendo del diseño, los analizadores de pH pueden disponer de uno o dos botones o diales de calibración. Normalmente se identifican con las letras Cal 1 y Cal 2.
5. Si el analizador de pH se calibra con una sola solución, se utiliza el dial Cal 1 previendo que el dial Cal 2 se encuentre graduado al 100 %.
6. Si el analizador de pH permite el uso de calibraciones de dos puntos, se deberá disponer de dos soluciones de pH conocido que abarquen el rango de pH que será medido.
7. En este caso se utilizan los dos controles (Cal 1 y Cal 2).
8. En casos especiales deberán efectuarse calibraciones de tres puntos (utilizando 3 soluciones de pH conocidos)
9. Selector de funciones. Las funciones incluidas en el control en mención, generalmente,
10. son:
11. Modo Stand by (0). En esta posición los electrodos se encuentran protegidos de corrientes eléctricas. Es la posición utilizada para mantener almacenado el equipo.
12. Modo pH. En esta posición el equipo está en capacidad de realizar las mediciones de pH, previas a los procedimientos de calibración requeridos.
13. 
    
14. Modo ATC. Modo de ajuste automático de la temperatura cuando se mide el pH en soluciones cuyas temperaturas varían. Esta función requiere el uso de una sonda especial. No todos los analizadores de pH disponen de este control.
15. Un electrodo de combinación. Este dispositivo debe ser almacenado en agua destilada y permanecer conectado al instrumento de medición o metro. El electrodo de combinación dispone de un electrodo de referencia –conocido también como electrodo calomel o calomelanos– y un electrodo activo, integrados sobre un mismo cuerpo.

Calibración Y Precaución

Pasos para la calibración

1.    Quite el electrodo de la solución de almacenamiento, y limpielo hasta dejarlo seco.

2.    Mida el pH de una disolución buffer de pH conocido (pH = 4).

3.    Ajuste el pH-metro para leer 4

4.    Quite el electrodo de la solución buffer de pH = 4, enjuague el electrodo en la solución de almacenamiento, y luego limpielo hasta dejarlo seco.

5.    Mida el pH de una solución buffer de pH = 10

6.    Ajuste el pH-metro para que marque pH = 10

7.    Quite el electrodo del buffer de pH=10, enjuague el electrodo, y limpielo hasta dejarlo seco.

8.    Mida el pH del buffer 4 nuevamente. El pH-metro deberá permitir una lectura de pH=4. Si no reajustelo.

9.    Regrese con el buffer de pH=10. El pH deberá marcar pH 10. Si no es así reajustelo de nuevo.

10. Repita este proceso de estandarización usando los calibradores para los buffers de pH 4 y 10 hasta que obtenga lecturas consistentes. Luego estará en condiciones de usar el equipo para medir el pH de una solución desconocida.

Precauciones

• El electrodo debe mantenerse humedecido siempre.
• Se recomienda que se guarde en una solución de 4M KCl; o en un buffer de solución de pH 4 ó 7.
• 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.

Lo mas apropiado al utilizar el equipo es:  

• Bata de laboratorio (Blanca y de algodón) 
• Botas de seguridad 
• Cabello corto (hombres) y recogido (mujeres) 
• Cubre bocas 
• Gafas de Seguridad 

Limpieza de Electrodos

· La clase de limpieza requerida por el electrodo depende del tipo de contaminante que lo haya podido afectar. Se resumen a continuación los procedimientos más comunes.
· Limpieza general. Remojar el electrodo de pH en una solución 0,1 M de ácido clorhídrico (HCl) o 0,1 M de HNO3, durante 20 minutos. Enjuagar con agua corriente antes de usar.
· Remoción de depósitos y bacterias. Remojar el electrodo de pH en una disolución 1:10 de blanquedor doméstico, durante 10 minutos. Enjuagar con agua abundante antes de usar.
· Limpieza de aceite y grasa. Enjuagar el electrodo de pH con un detergente medio o con metil alcohol. Enjuagar con agua antes de usar.
·Limpieza de depósitos de proteínas. Remojar el electrodo de pH en pepsina al 1 % en ácido clorhídrico 0,1 M, durante 5 minutos. Enjuagar con agua antes de usar. Después de realizar cualquier operación de limpieza, es conveniente enjuagar con agua desionizada y rellenar el electrodo de referencia antes de usar.

Mantenimiento básico del electrodo

Frecuencia: Cada cuatro meses

El electrodo detector requiere mantenimiento periódico de la solución conductora,

para que pueda obtener lecturas precisas.

Los procesos recomendados para reponer la solución electrolítica son los siguientes:

1. Retirar el electrodo detector de la solución buffer de almacenamiento.

2. Enjuagar el electrodo detector con abundante agua destilada.

3. Retirar la cubierta superior del electrodo detector.

4. Llenar el electrodo detector con una solución saturada de cloruro de potasio (KCl).Utilizar la jeringa o aplicador que acompaña la solución de KCl. El llenado se efectúa a través del conducto que protege la tapa superior del electrodo. Verificar que la punta de la jeringa no toque el interior del electrodo.

5. Envolver una pequeña parte de la tapa superior del electrodo para cubrir la apertura superior del mismo.

6. Usar la punta de la aguja de la jeringa para perforar el área de la tapa que cubre la abertura, a fin de permitir que exista un equilibrio de presiones entre el interior y el exterior del electrodo.

7. Enjuagar el electrodo con agua destilada.

8. Mantener el electrodo dentro de la solución buffer de almacenamiento, siempre que no esté en uso.

Funcionamiento y Uso

Funcionamiento

La determinación de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de protones. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio delante el pH. Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno de calomel ( mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolución en la que queremos encontrar el pH. La varita de soporte del electrodo es de vidrio común y no es conductor, mientras que el bulbo sensible, que es el extremo sensible del electrodo, está formado por un vidrio polarizable (vidrio sensible de pH). Se llena el bulbo con la solución de ácido clorhídrico 0.1N saturado con cloruro. El voltaje en el interior del bulbo es constante, porque se mantiene su pH constante (pH 7) de manera que la diferencia de potencial solo depende del pH del medio externo.

Uso

El analizador de pH mide la concentración de iones [H+], utilizando un electrodo sensible a los iones. En condiciones ideales dicho electrodo debería responder ante la presencia de un único tipo de ión, pero en la realidad siempre se presentan interacciones o interferencias con iones de otras clases presentes en la solución.

Procedimiento

· Se procederá a medir el pH una vez calibrado el aparato
· Llenar un vaso de precipitado con la muestra de agua hasta la marca de 50 ml. (aproximadamente).
· Pulsar el botón ON/OFF para encender el aparato.
·Sumergir el electrodo unos 2 cm en el vaso y mover suavemente.
· Esperar a que la lectura del pH se estabilice.
· Una vez estabilizada la lectura que aparece en la pantalla del aparato, podemos mantener la lectura en la pantalla apretando el botón HOLD/CON.
· Anotar el valor que aparece en pantalla.
·Para volver a realizar otra medición, pulsar otra vez HOLD/CON.
·Lavar el electrodo con el frasco lavador, vertiendo el agua del lavado en un cristalizador.
·Secar con un pañuelo de papel cuidadosamente.
·  Volver a realizar una nueva medida repitiendo los pasos desde el 4 al 10. La medida del pH que anotaremos en la Hoja de Trabajo de Datos será la MEDIA ARITMÉTICA entre las dos medidas realizadas (los dos valores del pH no deben de diferir en más de 0.2 para considerarlos como aceptables).

Cuidados

• No golpear el electrodo. Dado que su estructura generalmente es de vidrio y este material es muy frágil se rompe antes de que se deforme–, es necesario manipularlo de forma cuidadosa, evitando que sufra golpes, choques o caídas.
• Recordar que el electrodo es un elemento de consumo y que tiene una vida útil limitada.
• Mientras no esté en uso, mantener el electrodo dentro de la solución buffer de almacenamiento.

Video

Referencias

• http://www.instrumentosdelaboratorio.net/2012/09/phmetros-medidores-de-ph.html 
• http://del.icio.us/aliiflo 
• http://www.equiposylaboratorio.com/sitio/contenidos_mo.php?it=766 
• http://es.encydia.com/pt/pHmetro 
•