¿La temperatura influye en las mediciones de pH?

Al realizar medición donde la alta precisión sea crucial, es importante considerar las fuentes potenciales de error. En el caso de las mediciones de pH, la temperatura es una de las que más afectan, por lo que es importante aplicar medidas para controlarla y minimizar su influencia. Conozcan mejor los efectos de la temperatura al usar un medidor de pH.

La influencia de la temperatura

La temperatura es un factor problemático dentro de industrias y laboratorios, ya que repercute tanto en las soluciones que se deben medir como en los mismos instrumentos de medición. Se aplica para la medición del pH. Este último es una medida de la alcalinidad y acidez de las soluciones y es definido con respecto a la concentración de iones de hidrógeno.

Pero ¿por qué puede afectar a las medidas de pH? Porque altera la actividad de los buffers (en las calibraciones), de los iones de las soluciones tomadas como muestras, a las solubilidades de bases o ácido débiles y la forma en que se comportan los iones y membranas de los medidores de electrodos. A continuación, detallaremos estos problemas y la forma en que pueden minimizar los errores.

¿Cómo influye en los electrodos de los medidores?

La respuesta de los electrodos es definida por la fórmula de Nernst al omitirse las condiciones estándar (1 atm, 1 M, 25 °C o 298 k):

E=E0-2.3 (RT/nF) log aH+

Si bien la discusión de esta fórmula importante no se considerará en esta publicación, es posible notar que cualquier variación en la temperatura cambia el valor de la medida. Por tal motivo, desde hace tiempo se comercializan equipos, como el medidor de pH con ATC (compensación automática de la temperatura).

Son indispensables las mediciones precisas de la temperatura para usar la tecnología ATC. Estas últimas pueden realizarse con una sonda de temperatura no integrada en el electrodo o con electrodos integrados que miden de forma simultánea la temperatura y el potencial.

Equilibrio térmico

Es importante considerar el equilibrio térmico entre las soluciones de muestra, de calibración y electrodos para obtener mediciones altamente precisas. Tienen que realizarse las calibraciones a la temperatura que especifican los buffers y efectuar en la medida de lo posible las medidas de las muestras a esa misma temperatura.

Si hay cambios en la temperatura de las soluciones o entre éstas y el electrodo que se usa por sus virtudes (debido a su introducción sucesiva en distintas muestras a diferentes temperaturas) ocurrirá un desequilibrio térmico, lo que, a la vez, causará derivas o respuestas inestables o lentas. Dentro de los laboratorios lo ideal es calibrar y medir cada muestra en baños de agua termostática a temperatura controlada para evitar este error.

Impactos en las soluciones

Si hay un aumento de temperatura, ocurrirá lo mismo con la disociación de ácidos, bases (especialmente débiles), sales y la solubilidad, habrá una mayor concentración de iones en la solución. El aumento de la temperatura también reduce la viscosidad e incrementa la movilidad de los iones. Debido a que el pH es un valor de medida de la concentración de protones, las medidas con el medidor de pH se modificarán por efecto de la temperatura.

En párrafos anteriores comentamos la influencia directa sobre el potencial de electrodo. Si ponen atención una vez más en la ecuación de Nernst, notarán que los cambios en la actividad del ion hidrógeno (log aH+ ) afectan a su respuesta, lo que modifica las medidas de pH.

Conclusiones

Como observarán, la temperatura afecta las medidas de pH, ya que su variación influye en cada elemento implicado (muestras, electrodos, buffers de calibración), que es importante conocer y considerar cuando se requieren mediciones muy precisas. Es necesario respetar la temperatura operativa señalada por los fabricantes para la preparación de las soluciones de calibración (buffers) y evitar errores de medida.

En el caso de la medición de muestras, lo más conveniente es llevarla a cabo a la temperatura de calibración y, si no es posible, utilizar equipo de laboratorio en Monterrey con ATC o tablas que ayuden a corregir el valor. Otra opción para obtener medidas altamente precisas es recurrir a los baños termostáticos.

Cuando realicen mediciones a temperaturas distintas a la de calibración, recomendamos anotar junto al valor de pH conseguido, de modo que pueda reproducirse. Con respecto al electrodo, la temperatura es una variable que influye de forma directa en el potencial medido por él y causa un efecto cinético, que modifica la movilidad de los iones en las membranas, lo que causa derivas y otros problemas.

Es importante contar con un instrumento de calidad de antemano para mejorar las mediciones. En El Crisol encontrarán medidores de pH con electrodos, entre otros equipos que ayudarán en sus procesos industriales o de laboratorio. Pidan más información sobre él u otro material de laboratorio en Monterrey a través de la línea (81) 8123 4220 para nuestra sucursal en Monterrey.