Download Sensor de pH

Sensor de pH
pH o índice de concentración de hidronio
Aún en agua pura, los puentes de hidrógeno causan que los
protones de una molécula de agua salten a otra molécula,
dejando una carga negativa en la molécula original y
otorgando una carga positiva a la molécula a la cual el
protón se adhiere.
• Por lo tanto, se forman iones de hidronio (H3O+ o H+) e
hidróxido o hidroxilo (OH–).
La reacción puede ser representada como:
2H2O →
H3O+ + OH–.
• Alguien determinó que en un litro de agua destilada pura
hay 0.0000001 M de H3O+ (H+) e igual concentración de
OH–.
• En vez de tener que escribir concentraciones tan bajas,
los químicos idearon el concepto de pH para determinar
cuántos iones de hidronio (H+) hay en una molécula. De
esta forma,
pH = -log [H+]
• Entonces, el valor de 0.0000001M es convertido a
notación científica (1 x 10-7).
• pH = -log [1 x 10-7]  pH = 7
 Si se añaden sustancias al agua,
como cuando añadimos
contaminantes, las concentraciones
de los iones de hidronio e hidróxido,
deben cambiar, pero el pH estará
siempre basado en la concentración
de hidronio.
Si [H+] es mayor de 0.0000001 M (ej.
0.0001 o 10-4, es decir, pH = 4) la
solución se considera ácida.
Si [H+] es menor de 0.0000001 M (ej.
0.0000000001 o 10-10, es decir, pH =
10) la solución se considera básica.
¿Por qué es importante medir el pH en los
cuerpos de agua dulce?
El pH es una medida
del estado acídico o
básico (alcalino) de
una solución.
Un intérvalo de 6.0 a
9.0 parece proveer
protección a los peces
de agua dulce y a los
invertebrados bénticos.
Efectos del pH sobre los peces
y la vida acuática
Mínimo Máximo
Efectos
3.8
10.0
Los huevos de peces eclosionan, pero muchos
juveniles nacen malformados.
4.0
10.1
Límites de tolerancia de los peces más resistentes
4.1
9.5
Límites tolerados por los salmónidos (trucha y
salmón)
4.3
---
La carpa muere en 5 días
4.5
9.0
Los huevos y larvas del salmón se desarrollan
normalmente.
Mínimo Máximo
Efectos
4.6
9.5
Límites para la perca (pez de lagos)
5.0
9.0
---
8.7
Intérvalo de tolerancia para la mayoría de
los peces
Límite superior para los peces de pezca
deportiva
6.0
7.2
7.5
8.4
Intérvalo óptimo para la eclosión de los
huevos de la mayoría de los peces
Intérvalo óptimo para las algas
3.3
4.7
Intérvalo óptimo para muchos mosquitos
Efectos sinergísticos
• Sinergismo se refiere a la combinación
de 2 o más sustancias para producir un
efecto mayor a la suma de los efectos
individuales de éstas. Esto es muy
importante en las aguas superficiales.
•La escorrentía de áreas agrícolas,
domésticas e industriales puede
contener hierro, aluminio, amoníaco,
mercurio y otros elementos. El pH del
agua que recibe la escorrentía determina
cuán tóxicos son los metales
mencionados anteriormente.
• Por ejemplo, 4 mg/L de Hierro a pH
de 4.8 podrían no representar una
amenaza para un pez. Sin embargo
una cantidad tan pequeña como 0.9
mg/L de Hierro a pH de 5.5 podría
causarle la muerte al pez.
•El sinergismo cobra importancia
especial cuando se lleva a cabo el
tratamiento de agua. Los pasos
envueltos en el tratamiento y
potabilización del agua requieren
niveles de pH específicos.
Sensor de pH
Teoría:
Actividades típicas para usar el sensor
incluyen estudios caseros de ácidobase, titulaciones ácido-base, monitoreo
cambios de pH durante reacciones
químicas o en cualquier acuario como
resultado de fotosíntesis,
investigaciones de lluvia ácida y en
investigaciones de la calidad de agua en
quebradas y ríos.
 pH  es función de
la concentración de
ión hidronio (H+) en
solución.
¿Necesito calibrar el sensor de pH?
Bajo condiciones normales el sensor no necesita
calibrarse ya que el CBL2 tiene los valores correctos
de calibración.
En caso de estudios más precisos el sensor se puede
calibrar con dos soluciones amortiguadoras siguiendo los
pasos a continuación. El programa que se tiene que usar
es “Easy Data”.
• Coloque el sensor de pH VEL.
• Encienda la calculadora y presione la tecla azul de APPS.
• Seleccione el programa Easy Data
Una vez identificado el sensor de pH, presione la tecla 1
(Set Up), y aparecerá esta pantalla.
En ella seleccionará el #2 para poder calibrarlo.
• Seleccione la opción #2 para comenzar a calibrar.
• Remueva el sensor de la botella de empaque.
• Enjuague la parte baja del sensor con agua
destilada y seque con papel de textura suave.
• Coloque el sensor en la
primera solución amortiguadora
(“buffer”) a ser medida.
• Presione la opción #2
(Calibrate now)
• Agite suavemente hasta que se
estabilice la lectura de voltaje.
• Una vez esté 1 minuto
haciendo la misma lectura (sin
cambiar el voltaje), presione
“Enter” y presione la tecla 4
(se escribe el pH del buffer que
se utilizó).
• Coloque el sensor de pH en
el segundo amortiguador
(pH 7).
• Agite suavemente hasta
que se estabilice la
lectura de voltaje.
• Una vez esté 1 minuto
haciendo la misma
lectura (sin cambiar el
voltaje), presione “Enter”
y presione la tecla 7 (se
escribe el pH del buffer
que se utilizó).
• Una vez colocado el valor del segundo amortiguador y
presionar “Enter” aparecerá esta pantalla.
• Entonces seleccione la opción 1.
• Presione el #1 nuevamente y tendrá el equipo listo para
tomar medidas de pH.
Sensor de pH
Los siguientes pasos se deben seguir para
asegurar que el sensor permanezca en
condiciones óptimas:
 Lavar (con agua destilada) y secar el sensor
antes de guardarlo.
 Guardarlo en la solución de almacenamiento
(10 g de KCl, cloruro de potasio, en 100mL de
solución amortiguadora con pH-4.00). Agitar
hasta que se disuelva toda la sal.
Precauciones a seguir para no dañar
el sensor de pH.
El electrodo siempre ser guardado en la solución de
almacenamiento.
No se debe sumergir el electrodo en soluciones que contegan
perclorato, plata o iones de sulfato.
No se debe usar en soluciones de ácido hidrofluorídrico.
No se debe usar en soluciones ácidas o básicas con una
concentración mayor de 1.0 M.
No se debe exponer al electrodo a temperaturas extremadamente
frías o calientes.
Entre medidas el electrodo se debe mantener húmedo con agua
destilada.