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Una tira reactiva se sumerge brevemente, cambia de color y proporciona un resultado en pocos segundos. Suena sencillo. Sin embargo, este método no es adecuado para todas las tareas. Quien solo quiera saber si una solución de limpieza es ácida o alcalina necesita una precisión de medición diferente a la de un laboratorio que debe documentar el pH de una muestra o controlar un proceso.

Entre las opciones se incluyen tiras reactivas de pH, papeles indicadores, indicadores líquidos ácido-base y pH-metros electrónicos. Cada método tiene su propio rango de medición, fuentes típicas de error y áreas de aplicación adecuadas.

Esta guía le ayuda a seleccionar el método adecuado y a determinar los valores de pH de manera más fiable.

¿Qué indica el pH?

El pH describe si una solución acuosa es ácida, neutra o alcalina.

De forma simplificada:

• Un valor de pH inferior a 7 indica una solución ácida.
• Un valor de pH de aproximadamente 7 se considera neutro a temperatura ambiente.
• Un valor de pH superior a 7 indica una solución alcalina o básica.

La conocida escala de 0 a 14 es una orientación práctica para muchas soluciones acuosas. Sin embargo, no debe considerarse como un límite estricto. En ciertas condiciones, también pueden presentarse valores fuera de este rango.

El pH es una escala logarítmica. Por lo tanto, un cambio de una unidad de pH no corresponde a un pequeño cambio lineal. Entre pH 3 y pH 4, por ejemplo, hay una diferencia diez veces mayor en la actividad de los iones de hidrógeno correspondiente.

En la práctica de la medición, el valor de pH se determina mediante procedimientos calibrados y soluciones tampón de referencia. La Physikalisch-Technische Bundesanstalt utiliza tampones de referencia primarios según métodos de medición acordados internacionalmente.

¿Qué métodos de medición de pH existen?

El método de medición adecuado depende de la precisión requerida y de las condiciones de medición.

Entre los métodos más comunes se incluyen:

Tiras de prueba de pH

Proporcionan un rango de pH aproximado mediante un cambio de color. El color se compara con una escala de referencia impresa.

Papel indicador universal

Generalmente cubre un amplio rango de pH y es adecuado para una orientación rápida.

Papel indicador con rango de medición estrecho

Este papel solo cubre un rango de pH limitado, pero dentro de ese rango puede permitir una gradación más fina.

Indicadores líquidos

Ciertos colorantes cambian de color dentro de un rango de viraje característico. Se utilizan, entre otros, en reacciones ácido-base y titulaciones.

pH-metros electrónicos

Un pH-metro mide el potencial eléctrico de un electrodo y lo convierte en un valor de pH. En la práctica, se utilizan a menudo electrodos de vidrio que deben calibrarse con soluciones tampón de referencia antes de la medición.

Tiras reactivas de pH y papel indicador

Las tiras reactivas de pH son uno de los métodos más sencillos para determinar el valor aproximado de pH de una solución.

La aplicación es rápida:

1. Humedece brevemente la tira reactiva con la muestra.
2. Sacudir o dejar escurrir el exceso de líquido.
3. Esperar el tiempo de reacción prescrito.
4. Comparar el color con la escala de referencia.

El resultado es generalmente una estimación visual y no un valor de medición de alta precisión.

Ventajas de las tiras reactivas de pH

• rápidamente utilizable,
• no se requiere equipo de medición electrónico,
• fácil de transportar,
• poca preparación,
• adecuado para mediciones individuales y controles orientativos,
• no es necesaria calibración.

Desventajas de las tiras reactivas de pH

• precisión de lectura limitada,
• percepción subjetiva del color,
• evaluación difícil en muestras coloreadas o turbias,
• posible influencia de oxidantes fuertes u otros componentes reactivos,
• a menudo solo graduaciones gruesas,
• dependiente del almacenamiento correcto y la vida útil.

Papel indicador universal

El papel indicador universal cubre un rango amplio, por ejemplo, pH 1 a 14. Es útil cuando el valor de pH esperado aún no se conoce.

Sin embargo, el rango de medición amplio tiene una desventaja: los diferentes niveles de color suelen estar relativamente separados. Para una primera clasificación es suficiente. Para un control de proceso preciso, generalmente no.

Papel indicador con rango de medición estrecho

Si el valor de pH aproximado ya se conoce, un rango de medición estrecho puede ser ventajoso.

Un papel para, por ejemplo, pH 4,0 a 7,0 permite dentro de este rango una lectura más fina que un papel universal de pH 1 a 14.

Por lo tanto, el procedimiento puede ser en dos etapas:

1. Primero, determinar el rango aproximado con papel indicador universal.
2. Posteriormente, medir con un papel indicador de gradación más fina.

Indicadores de pH líquidos

Los indicadores líquidos son colorantes químicos cuyo color cambia dependiendo del valor del pH.

Ejemplos conocidos son:

• Fenolftaleína,
• Naranja de metilo,
• Rojo de metilo,
• Azul de bromotimol,
• Verde de bromocresol,
• Tornasol,
• Azul de timol.

Cada indicador posee un intervalo de viraje determinado. Por lo tanto, no indica todo el rango de pH de manera uniforme.

Ejemplo: Fenolftaleína

La fenolftaleína es incolora en medio ácido y débilmente neutro. En el rango alcalino desarrolla una coloración rosa a rosado intenso.

Por lo tanto, no es adecuado para la medición exacta de cualquier valor de pH. Más bien, indica si una solución ha alcanzado el intervalo de viraje característico.

Ejemplo: Naranja de metilo

El naranja de metilo cambia de color en el rango ácido. Se utiliza, entre otras cosas, en ciertas valoraciones ácido-base.

¿Para qué sirven los indicadores líquidos?

• Demostración de reacciones ácido-base,
• Titulaciones,
• control de si se ha alcanzado un punto de viraje definido,
• clasificación cualitativa de una solución,
• Formación y enseñanza de laboratorio.

¿Dónde están los límites?

Un solo indicador normalmente no proporciona un valor de pH exacto. Solo muestra si la muestra se encuentra dentro, por debajo o por encima de su intervalo de viraje.

Además, el color propio de la muestra puede dificultar la evaluación. En líquidos fuertemente coloreados, turbios o fluorescentes, el cambio de color puede ser apenas reconocible.

pH-metro y electrodo de vidrio

Un pH-metro electrónico es el método preferido cuando se necesita un valor numérico concreto.

El equipo generalmente consta de:

• un medidor,
• un electrodo de pH,
• a menudo un sensor de temperatura,
• Soluciones de calibración o tampón.

El electrodo genera un potencial eléctrico dependiendo de la actividad de iones de hidrógeno de la muestra. El medidor procesa esta señal y muestra el valor de pH calculado.

Ventajas de un pH-metro

• mayor resolución que con las tiras de prueba,
• valor de medición numérico,
• mejor adecuado para controles repetidos,
• los resultados se pueden documentar y comparar,
• adecuado para monitoreo de procesos y análisis de laboratorio,
• según el equipo, es posible la compensación automática de temperatura.

Desventajas de un pH-metro

• calibración regular necesaria,
• El electrodo requiere cuidado y almacenamiento adecuado,
• mayores costos de adquisición,
• sensible a la contaminación y a la desecación,
• no todos los electrodos son adecuados para todas las muestras,
• Posibles errores de medición por temperatura incorrecta o estabilización insuficiente.

¿Por qué se debe calibrar un pH-metro?

Las propiedades de un electrodo cambian con el tiempo. Las incrustaciones, el envejecimiento, el almacenamiento y la temperatura pueden afectar el resultado de la medición.

Por lo tanto, el equipo se calibra con soluciones tampón de valores de pH conocidos. La PTB señala que los medidores de pH comerciales deben calibrarse en la práctica con soluciones tampón de referencia.

Para muchas aplicaciones se utiliza al menos una calibración de dos puntos. Se eligen dos tampones entre los cuales se encuentra el valor de medición esperado.

Ejemplos:

• Muestra ácida: tampón pH 4 y pH 7,
• Muestra alcalina: tampón pH 7 y pH 10,
• Muestra desconocida: primero medir de forma orientativa y luego seleccionar los puntos de calibración adecuados.

Los valores de calibración concretos dependen del equipo, el método y la precisión requerida.

Tiras de prueba o pH-metro: la comparación directa

Tiras de prueba de pH

Resultado: rango de pH aproximado
Precisión: baja a media
Esfuerzo: muy bajo
Calibración: no requerida
Costos: bajos
Adecuado para: orientación rápida y controles simples

Papel indicador con rango de medición estrecho

Resultado: rango de pH más estrecho
Precisión: mejor que con papel universal ancho, pero aún visual
Esfuerzo: bajo
Calibración: no requerida
Costos: bajos
Adecuado para: rangos de medición conocidos y controles de comparación rápidos

Indicador líquido

Resultado: cambio de color dentro de un rango específico
Precisión: depende del indicador y de la muestra
Esfuerzo: bajo a medio
Calibración: no requerida
Costos: bajos a medios
Adecuado para: Titulaciones, control de reacciones y demostraciones

pH-metro

Resultado: valor de medición numérico
Precisión: significativamente mayor con una calibración correcta
Esfuerzo: medio
Calibración: requerida regularmente
Costos: más altos
Adecuado para: Laboratorio, control de calidad, documentación y monitoreo de procesos

¿Qué método es adecuado para qué aplicación?

Prueba rápida de una solución de limpieza

Para la clasificación rápida „sauer, neutral oder alkalisch“ suele ser suficiente un papel indicador universal.

Si se desea controlar si la solución se encuentra dentro de un rango objetivo más estrecho, es más adecuado un papel indicador graduado correspondientemente.

Control de agua

Para un control orientativo se puede utilizar papel indicador.

Quien desee documentar cambios regularmente, detectar pequeñas diferencias o monitorear un proceso, debe utilizar un pH-metro calibrado. En mediciones profesionales de muestras de agua, también deben considerarse la toma de muestras, la temperatura, la calibración y el momento de medición.

Suelo y sustratos

Una tira reactiva no debe presionarse directamente sobre tierra seca. Por lo general, primero se prepara una suspensión o un extracto según un método definido.

El resultado depende, entre otros factores, de:

• de la relación entre muestra y líquido,
• del líquido utilizado,
• del tiempo de espera,
• de la homogeneización,
• de la temperatura.

Quien desee comparar valores de medición debe utilizar el mismo procedimiento en cada medición.

Titulaciones

Para una titulación ácido-base simple, puede ser suficiente un indicador de color adecuado. Es fundamental que su rango de viraje coincida con el rango de equivalencia esperado de la reacción.

En muestras coloreadas, procesos automatizados o requisitos de mayor precisión, una determinación potenciométrica con electrodo puede ser más adecuada.

Control de calidad y producción

Una vez que los valores de pH se documentan, se comparan entre lotes o se utilizan como criterio de liberación, un pH-metro suele ser la mejor opción.

Adicionalmente, se deben definir:

• Frecuencia de calibración,
• Soluciones tampón permitidas,
• Temperatura de medición,
• Tiempo de espera hasta un valor de medición estable,
• Procedimiento de limpieza,
• Documentación,
• Límites de aceptación.

Escuela, formación y demostración

Para reacciones ácido-base visibles, los indicadores líquidos son especialmente adecuados. El papel indicador universal permite además una clasificación rápida de varias muestras.

Medir el pH correctamente: paso a paso

El procedimiento exacto depende del método elegido.

Medición con tiras reactivas de pH

1. Seleccionar el rango de medición adecuado

Use papel universal si se desconoce el rango de pH.

Si se conoce el valor aproximado, elija un papel con un rango de medición más estrecho.

2. Usar un recipiente de muestra limpio

Tome una pequeña cantidad de la muestra en un recipiente limpio. Esto evita que todo el producto se contamine con la tira reactiva.

3. Humedecer la tira correctamente

Según las indicaciones del fabricante, la tira:

• se sumerge brevemente,
• se humedece con una gota,
• o se contacta con una varilla de vidrio limpia.

Las instrucciones de uso del producto correspondiente tienen prioridad.

4. Respetar el tiempo de reacción

No lea el resultado inmediatamente ni tampoco después de varios minutos. El tiempo de espera correcto se indica en las instrucciones del producto.

5. Comparar el color con luz adecuada

Utilice luz neutra y brillante en lo posible. La iluminación de color puede alterar la percepción.

6. Documentar el resultado como un rango

Una tira reactiva a menudo no proporciona un valor único exactamente confirmado. Por lo tanto, documente, por ejemplo, "pH aproximadamente 6-7" en lugar de "pH 6,4" si la escala no permite esa precisión.

Medición con un pH-metro

1. Revisar el electrodo

Verifique:

• ¿Está limpio el electrodo?
• ¿Se ha almacenado correctamente?
• ¿Está seco?
• ¿Hay daños visibles?
• ¿Hay suficiente electrolito, siempre que el modelo sea recargable?

2. Preparar tampones adecuados

Seleccione tampones de calibración que cubran el rango de medición esperado.

Las soluciones tampón contaminadas pueden falsear toda la calibración. Por lo tanto, no vierta los tampones usados de nuevo en el frasco de almacenamiento.

3. Calibrar el equipo

Enjuague el electrodo entre los tampones con agua adecuada y séquelo suavemente con un paño. Frotar con fuerza puede afectar electrostáticamente el electrodo o dañarlo.

4. Tener en cuenta la temperatura

Los tampones y la muestra deben medirse, en lo posible, a temperaturas comparables. La temperatura afecta tanto al electrodo como al valor real de pH de la solución.

Una publicación de la PTB señala que la calibración y la medición de pH posterior deben realizarse a la misma temperatura para reducir las desviaciones debidas a la temperatura.

5. Sumergir el electrodo en la muestra

La superficie de medición sensible debe estar suficientemente cubierta. El electrodo no debe golpear el fondo del recipiente.

6. Mover la muestra con cuidado

Agitar suavemente puede ayudar a obtener un valor de medición uniforme. Agitar demasiado fuerte puede introducir aire o alterar la composición en muestras sensibles.

7. Esperar un valor de medición estable

No lea el primer valor mostrado. Espere hasta que la pantalla se estabilice o el dispositivo señale un punto final estable.

8. Limpiar el electrodo y almacenarlo correctamente

Después de la medición, el electrodo se enjuaga según las instrucciones del fabricante y se almacena en la solución de conservación prevista.

Un electrodo de vidrio clásico normalmente no debe almacenarse permanentemente en agua destilada o desmineralizada, a menos que el fabricante indique lo contrario.

Por qué son importantes la temperatura y la calibración.

La temperatura a menudo se subestima en la medición del pH.

Puede causar dos efectos diferentes:

1. El comportamiento eléctrico del electrodo cambia.
2. El valor de pH real de la muestra puede cambiar con la temperatura.

Una compensación automática de temperatura compensa principalmente la reacción del electrodo dependiente de la temperatura. No significa automáticamente que un valor medido a 10 °C pueda equipararse directamente con un valor medido a 30 °C.

Los tampones de referencia poseen por tanto valores nominales dependientes de la temperatura. Para una medición reproducible, los tampones, la muestra y el equipo deben estar suficientemente termostatizados. Las mediciones de referencia oficiales de la PTB se realizan en rangos de temperatura definidos.

Errores típicos en la medición del pH.

Usar un rango de prueba demasiado amplio.

Quien espera un valor alrededor de pH 6, obtiene con un papel de prueba de pH 1 a 14 posiblemente solo una clasificación aproximada.

Un rango de medición más estrecho suele proporcionar una escala de colores mejor diferenciable.

Medir visualmente muestras coloreadas.

En jugos oscuros, soluciones colorantes o suspensiones turbias, el color propio puede cubrir el indicador.

Un pH-metro puede ser más adecuado aquí, siempre que el electrodo esté previsto para la muestra.

Sumergir la tira reactiva directamente en el envase de almacenamiento.

De esta manera, pueden entrar sustancias indicadoras o contaminaciones en el producto.

Es mejor tomar una pequeña muestra en un recipiente separado.

Usar un electrodo sucio.

Los aceites, proteínas, sales o depósitos sólidos pueden alargar el tiempo de reacción y desplazar el resultado.

La limpieza debe adecuarse al tipo de contaminación y al electrodo utilizado.

No enjuagar el electrodo entre muestras.

Los restos de la muestra anterior alteran la siguiente medición. Esto es especialmente crítico en soluciones fuertemente ácidas, alcalinas o tamponadas.

Calibrar con tampones inadecuados o viejos.

Los tampones abiertos, contaminados o almacenados incorrectamente pueden alterar su valor nominal.

Tenga en cuenta la caducidad, la temperatura de almacenamiento y las indicaciones del fabricante.

Seleccionar incorrectamente los puntos de calibración.

Quien espera una muestra alcalina pero calibra exclusivamente en el rango ácido, trabaja fuera del rango cubierto de manera sensata.

Los tampones deberían incluir en lo posible el valor de medición esperado.

Tomar el primer valor mostrado.

Los electrodos necesitan tiempo para adaptarse a la muestra. A baja temperatura, baja conductividad o con un electrodo sucio, la estabilización puede tardar más.

Indicar los resultados de medición con demasiados decimales.

Una lectura de 7,00 no significa automáticamente que todo el proceso de medición alcance una precisión de ±0,01 pH.

A la calidad real de la medición también pertenecen:

• Calibración,
• Estado del electrodo,
• Calidad de los tampones,
• temperatura,
• Preparación de la muestra,
• Repetibilidad.

Comparar directamente diferentes métodos de medición

Un valor de tira reactiva y un valor determinado instrumentalmente pueden diferir. Esto no significa automáticamente que uno de los resultados sea incorrecto. Ambos métodos tienen diferente resolución y fuentes de error.

Seguridad en el manejo de soluciones ácidas y alcalinas

Un pH neutro o solo ligeramente diferente no significa automáticamente que una muestra sea inofensiva. A la inversa, la peligrosidad de un producto no se puede deducir únicamente del pH.

Otros factores relevantes son:

• concentración,
• composición química,
• efecto oxidante,
• toxicidad,
• temperatura,
• reactividad,
• cantidad utilizada,
• posible formación de vapor o aerosol.

Por lo tanto, antes de medir productos químicos, se deben revisar la etiqueta y la ficha de datos de seguridad.

Según la muestra, pueden ser necesarios:

• gafas de protección,
• guantes de protección adecuados,
• bata de laboratorio o ropa protectora,
• protección facial,
• ventilación técnica,
• recipientes de muestra adecuados.

Las soluciones desconocidas no deben probarse, inhalarse directamente ni neutralizarse sin verificación.

Ayuda para decidir el método de medición adecuado

Elija papel indicador universal si:

• se desconoce el rango de pH aproximado,
• basta una orientación rápida,
• no se requiere alta precisión,
• solo se mide ocasionalmente.

Elija papel indicador de rango estrecho si:

• el pH esperado ya se conoce aproximadamente,
• desea distinguir mejor dentro de un rango específico,
• basta con un control visual rápido.

Elija un indicador líquido si:

• se debe observar un punto de viraje químico específico,
• se realiza una titulación ácido-base,
• el cambio de color es parte de una demostración o control de reacción.

Elija un pH-metro si:

• se necesita un valor de medición numérico,
• se documentan los resultados,
• los cambios pequeños son relevantes,
• se mide regularmente,
• se comparan lotes o procesos entre sí,
• el color propio de la muestra dificulta una evaluación visual.

Para muchas tareas es útil una combinación: primero se determina el rango aproximado con papel de prueba. Luego se realiza la medición más precisa con un pH-metro adecuadamente calibrado.

Lo decisivo no es qué método es técnicamente más complejo. Lo decisivo es qué calidad de medición requiere la tarea concreta.

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