EL PH SUS FUNCIONAMIENTOS EN EL LABORATORIO,NEUTRALIZACION

1. INTRODUCCIÓN
En este documento se puede apreciar el uso esencial del PH en un
laboratorio,buscar cuales son sus funciones y objetivos con base a las
diferentes reacciones en las que se puede utilizar este medio,tanto para
indicar el grado de acidez o básicamente el de una solución acuosa,donde se
mostrará sus características y los objetivos de su uso en el campo quimico
cientifico.
OBJETIVOS
● Analizar e identificar los usos del PH en los ácidos y en las sales
● Comprender cuales son los objetivos y características principales del
PH en un laboratorio
● Conocer las aplicaciones de las reacciones de neutralización,sus
características y el uso principal de este.
● Identificar el uso del papel tornasol y sus cualidades.
MARCO TEÓRICO
El químico Danés SLP Stirensen originalmente definió el pH como el
logaritmo negativo de la concentración del ión hidrógeno entonces:
pH=-log [H+]
El pH ​indica el grado de acidez o basicidad de una solución, éste se mide por
la concentración del ión hidrógeno; los valores de pH están comprendidos en
una escala de 0 a 14, el valor medio es 7; el cual corresponde a solución
neutra por ejemplo agua, los valores que se encuentran por debajo de 7
indican soluciones ácidas y valores por encima de 7 corresponde a
soluciones básicas o alcalinas.
Debido a que el pH indica la medida de la concentración del ión hidronio en
una solución, se puede afirmar entonces, que a mayor valor del pH, menor
concentración de hidrógeno y menor acidez de la solución.

2. El pH es una medida de acidez o alcalinidad que indica la cantidad de iones
de hidrógeno presentes en una solución o sustancia.
Las siglas pH significa potencial hidrógeno o potencial de hidrogeniones, del
latín pondus: peso, potentia: potencia e hydrogenium: hidrógeno, es decir
pondus hydrogenii o potentia hydrogenii.
El termino fue designado por el químico danés Sørense al definirlo como el
opuesto del logaritmo en base 10 o el logaritmo negativo de la actividad de
los iones de hidrógeno, cuya ecuación es pH= -log10[aH+].
Esta expresión es útil para disoluciones que no tienen comportamientos
ideales, disoluciones no diluidas. En vez de utilizar la concentración de iones
hidrógeno, se emplea la actividad , que representa la concentración
efectiva.

3. El término pH se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para
evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en
lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar
empleando la concentración molar del ion hidrógeno.
Por ejemplo, una concentración de [H​3​O​+​
] = 1×10​−7​
M, lo que equivale a:
0.0000001 M y que finalmente es un pH de 7, ya que pH = –log[10​−7​
] = 7.
En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14. Son
ácidas las disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la
concentración es mayor, porque hay más iones hidrógeno en la disolución).
Por otro lado, las disoluciones alcalinas tienen un pH superior a 7. La
disolución se considera neutra cuando su pH es igual a 7, por ejemplo el
agua.
MEDICIÓN DEL PH.
El pH se puede medir en una solución acuosa utilizando una escala de valor
numérico que mide las soluciones ácidas (mayor concentración de iones de
hidrógeno) y las alcalinas (base, de menor concentración) de las sustancias.
La escala numérica que mide el pH de las sustancias comprende los número
de 0 a 14. Las sustancias más ácidas se acercan al número 0, y las más
alcalinas (o básicas) las que se aproximan al número 14. Sin embargo,
existen sustancias neutras como el agua o la sangre, cuyo pH está entre de 7
y 7,3.
Las sustancias ácidas como el jugo de limón tiene un pH entre 2 y 3 o la
orina entre 4 y 7. Por su parte, los jugos gástricos tienen un valor entre 1 y 2
o los ácidos de baterías que se encuentran entre 1 y 0.
Por el contrario, las sustancias alcalinas o base tiene valores más altos como
la leche de magnesia entre 10 y 11 o los limpiadores con amoníaco cuyo
valor está entre 11 y 12.

4. También se pueden calcular las medidas del pH utilizando un potenciómetro
o pH Metro, que es un sensor que determina el pH de una sustancia a través
de una membrana de vidrio que separa dos soluciones de diferente
concentración de protones.
Otra forma de conocer aproximadamente la acidez de una sustancia es
utilizando un papel indicador conocido como papel tornasol, que tiene
componentes que indican el pH de una sustancia según el cambio de color
que sufra el papel.
El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro,
también conocido como pH-metro (/pe achímetro/ o /pe ache metro/), un
instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un
electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un
electrodo de vidrio que es sensible al ion de hidrógeno.
El pH de una disolución se puede
medir también de manera
aproximada empleando indicadores:
ácidos o bases débiles que presentan
diferente color según el pH.
Generalmente se emplea un papel
indicador, que consiste en papel
impregnado con una mezcla de
indicadores cualitativos para la
determinación del pH. El indicador más conocido es el papel de litmus o
papel tornasol. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de
metilo.
● A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores
que van desde 1 hasta 14, los valores de pH también pueden ser
menores que 1 o mayores que 14. Por ejemplo el ácido de las
baterías de automóviles tienen valores de pH menores que uno. Por
contraste, el hidróxido de sodio 1 M varía de 13.5 a 14.

5. ● A 25 °C, un pH igual a 7 es neutro, uno menor que 7 es ácido, y si
es mayor que 7 es básico. A distintas temperaturas, el valor de pH
neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del agua:
K​w​.
La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más
importantes y más utilizados en química y bioquímica. El pH determina
muchas características notables de la estructura y de la actividad de las
moléculas, por lo tanto, del comportamiento de células y organismos.
El pH que es medido en el laboratorio, generalmente no es el mismo que el
calculado mediante la ecuación, porque el valor numérico de la
concentración de iones hidrógeno, no es igual al valor de su actividad,
excepto, para las disoluciones diluidas.
➔ pH del suelo
Es una medida de acidez o alcalinidad del suelo y está considerada una
variable importante de los suelos ya que afecta la absorción de minerales por
parte de las plantas. Es decir, perjudica el desarrollo de las plantas y la
actividad biológica del suelo.
Los niveles recomendables de pH del suelo tienen una medida entre 5,5 y 7.
Sin embargo, existen plantas que crecen y se desarrollan en ambientes
extremos donde los niveles de acidez o alcalinidad del suelo son muy
variables. Por otra parte, las medidas de pH que se utilizan para llevar a cabo
la agricultura de ciertos alimentos pueden variar.
➔ El pOH
El pOH es el logaritmo negativo en base a 10 de la actividad de los aniones
hidróxilo. Tiene las mismas propiedades del pH en disolución acuosa de
valor entre 0 y 14, pero en este caso las soluciones con pOH mayores a 7 son
ácidas, y básicas o alcalinas las que tengan valores menores de 7.
Se representa con la ecuación pOH = - log[OH-].

6. ➔➔ Soluciones búfer
Las soluciones búfer, reguladoras o amortiguadoras son utilizadas para
mantener el nivel de acidez o alcalinidad de una sustancia durante una
reacción química en un período corto, esto con la finalidad de evitar que
ocurran otras reacciones químicas no deseadas.
➔➔ Disoluciones amortiguadora
Diversas reacciones químicas que se generan en disolución acuosa necesitan
que el pH del sistema se mantenga constante, para evitar que ocurran otras
reacciones no deseadas. Las disoluciones reguladoras, amortiguadoras o
búfer, son capaces de mantener la acidez o basicidad de un sistema dentro de
un intervalo reducido de pH.
En 1917 Hasselbalch propuso la ecuación pertinente para calcular el pH de
disoluciones amortiguadoras. La ecuación que postuló es la siguiente:
Adicionalmente se debe establecer la concentración total del par conjugado,
para fijar un valor de pH determinado.
Estas disoluciones contienen como especies predominantes, un par
ácido/base conjugado en concentraciones apreciables. La capacidad
reguladora que posea la disolución depende de la cantidad presente del ácido
débil y su base débil conjugada, mientras mayor sea esta cantidad, mayor
será la efectividad de dicha disolución. El que sean ácidos y bases débiles

7. significa que actúan como electrólitos débiles, en pocas palabras, no se
ionizan por completo en agua. La reacción de neutralización es una reacción
entre un ácido y una base. Generalmente en las reacciones acuosas
ácido-base se generan agua y una sal.
El organismo dispone de tres recursos para mantener el pH en valores
compatibles con la vida:
● Amortiguadores (disoluciones buffer).
● Regulación pulmonar de la pCO​2​: presión parcial de gas carbónico de
un medio gaseoso (aire) o líquido (sangre). Normalmente es de 40 mm
de Hg en el aire alveolar(paCO​2​) y en la sangre arterial (paCO​2​), y de
45 a 48 mm de Hg en la sangre venosa mezclada (pvCO​2​). La pCO​2​ de
la sangre mide el CO​2​ disuelto en el plasmasanguíneo.
● Reabsorción y excreción renal de bicarbonato y excreción de ácidos.
Las variaciones de pH en nuestro organismo pueden modificar ciertos
procesos fisiológicos, tal es el caso de la reacción enzimática. Cada enzima
de nuestro cuerpo tiene un intervalo de pH, que comúnmente se le conoce
como "pH óptimo", en el cual la enzima desarrolla su máxima actividad. Si
esta se encuentra en condiciones fuera del pH óptimo, puede reducir su
velocidad de activación, modificar su estructura, o lo que es peor, dejar de
funcionar.
Algo más cotidiano para nosotros son las inyecciones. Los fluidos que se
emplean para preparar específicamente las inyecciones intravenosas,
incluyen un sistema amortiguador para que la sangre mantenga su pH. Con
todo esto se refleja la importancia de las disoluciones amortiguadoras, ya
que sin estas, todas las reacciones químicas de los organismos, no podrían
realizarse de manera eficaz.

8. pH de algunas sustancias

9. Objetivos.
● Conocer las características experimentales de ácidos y bases.
● Estudiar las teorías que permiten explicar el comportamiento de los
ácidos y de las bases.
● Comprender que no todos los ácidos ni todas las bases son igual de
fuertes, y que puede haber ácidos y bases fuertes y débiles.
● Aprender la importancia de la escala pH para indicar la concentración
de protones o de hidróxidos de una disolución.
● Calcular y medir el pH de una disolución.
● Entender que una disolución de una sal puede ser ácida o básica en
función de la procedencia de la sal.
● Conocer el funcionamiento de las disoluciones reguladoras.
● Aprender a realizar volumetrías ácido-base.
Reactivos de PH
Los reactivos de PH los podemos encontrar en tiras o en gotitas. Su uso es
muy fácil. Se echan algunas gotitas en la muestra y dependiendo del color
que coja el liquido podremos determinar si es ácido, alcalino o neutro. Con
las tiras el procedimiento es muy similar, hay que mojar las tiras y
cambiaran de color. Es muy fácil utilizar y para empezar siempre
recomendamos este método.

10. pHmetro (Medidor de pH)
Un pHmetro o medidor de pH es un instrumento científico que mide la
actividad del ion hidrógeno en soluciones acuosas, indicando su grado de
acidez o alcalinidad expresada como pH. El medidor de pH mide la
diferencia de potencial eléctrico entre un electrodo de pH y un electrodo de
referencia. Esta diferencia de potencial eléctrico se relaciona con la acidez o
el pH de la solución. El medidor de pH se utiliza en muchas aplicaciones que
van desde la experimentación de laboratorio hasta control de calidad.

11. Funcionamiento del pH-metro
Los medidores de pH potenciométricos miden el voltaje entre dos electrodos
y muestran el resultado convertido en el valor de pH correspondiente. Se
compone de un simple amplificador electrónico y un par de electrodos, o
alternativamente un electrodo de combinación, y algún tipo de pantalla
calibrada en unidades de pH. Por lo general, tiene un electrodo de vidrio y
un electrodo de referencia, o un electrodo de combinación. Los electrodos, o
sondas, se insertan en la solución a ensayar.
El diseño de los electrodos es la parte clave: Se trata de estructuras de
varilla, normalmente hechas de vidrio, con una bombilla que contiene el
sensor en la parte inferior. El electrodo de vidrio para medir el pH tiene una
bombilla de vidrio diseñada específicamente para ser selectiva a la
concentración de iones de hidrógeno. En inmersión en la solución a ensayar,
los iones hidrógeno en la solución de ensayo cambian por otros iones
cargados positivamente en el bulbo de vidrio, creando un potencial
electroquímico a través del bulbo. El amplificador electrónico detecta la
diferencia de potencial eléctrico entre los dos electrodos generados en la
medición y convierte la diferencia de potencial en unidades de pH.
Tipos de medidores de pH
Los medidores de pH van desde dispositivos simples y económicos de tipo
pluma, hasta instrumentos de laboratorio complejos y caros, con interfaces
de computadora y varias entradas para mediciones de indicadores y
temperaturas que se deben introducir para ajustar la variación de pH. La
salida puede ser digital o analógica, y los dispositivos pueden ser
alimentados por baterías o depender de la alimentación de línea.
Los medidores especiales y las sondas están disponibles para su uso en
aplicaciones especiales, tales como ambientes hostiles y microambientes
biológicos. También hay sensores de pH holográficos, que permiten la
medición del pH colorimétricamente, haciendo uso de la variedad de

12. indicadores de pH que están disponibles. Adicionalmente, hay medidores de
pH comercialmente disponibles basados ​​en electrodos de estado sólido, en
lugar de electrodos de vidrio convencionales.
Calibración y Mantenimiento
Mediciones muy precisas requieren que el medidor de pH se calibre antes de
cada medición. Más típicamente, la calibración se realiza una vez al día de
operación. La calibración es necesaria porque el electrodo de vidrio no
proporciona potenciales electrostáticos reproducibles durante períodos de
tiempos de uso prolongados.
La calibración se realiza con al menos dos soluciones tampón estándar que
abarcan el rango de valores de pH a medir. Para fines generales, son

13. apropiados tampones a pH 4,00 y pH 10,00. El medidor de pH tiene un
control de calibración para establecer la lectura del medidor igual al valor
del primer amortiguador estándar y un segundo control que se usa para
ajustar la lectura del medidor al valor del segundo amortiguador. Un tercer
control permite ajustar la temperatura. Mediciones más precisas a veces
requieren calibración a tres valores de pH diferentes.
Las buenas prácticas de laboratorio dicta que después de cada medición se
enjuagan las sondas con agua destilada para eliminar cualquier traza de la
solución que se mida, se limpia para absorber el agua restante que podría
diluir la muestra y alterar así la lectura.
Importancia del pH en las industrias y módulo de
laboratorio
Concepto de ácidos y bases.​​Según el químico sueco Svante Arrhenius los
ácidos son sustancias capaces de ionizarse en agua para formar iones1
hidrógeno (H+ ) y las bases o sustancias alcalinas son sustancias capaces de
ionizarse en agua para ceder iones hidroxilo (OH- ). Sin embargo, otra teoría
más satisfactoria fue la formulada en 1923 por el químico danés Johannes
Brönsted y paralelamente por el químico británico Thomas Lowry, que
indica que los ácidos son sustancias capaces de ceder protones2 (iones
hidrógeno) y las bases como sustancias capaces de aceptar dichos protones,
por lo tanto no es necesaria la presencia de un medio acuoso. Según esta
teoría, una reacción ácido-base es la transferencia de un protón de un ácido
hacia una base. Una reacción acuosa que se produce entre un ácido y una
base forma generalmente sal y agua, así:
Ácido + Base → Sal + Agua

14. ● Clasificación de ácidos y bases​​ Según el grado de ionización en
solución acuosa, los ácidos y bases se clasifican como fuertes y
débiles. Teóricamente, los ácidos fuertes son los que se ionizan
completamente en el agua, su concentración es igual a la
concentración de iones hidrógeno a temperatura y presión constantes.
En su mayoría son inorgánicos, tales como: ácido clorhídrico, ácido
sulfúrico, ácido nítrico, ácido perclórico. Las bases fuertes se disocian
completamente en agua. Entre ellas se encuentran: hidróxido de sodio,
hidróxido de potasio e hidróxido de calcio. Los ácidos débiles se
ionizan levemente. Las disoluciones acuosas de éstos ácidos contienen
moléculas de ácido no ionizadas. Entre éstos se encuentran el ácido
fluorhídrico, el ácido acético, el ácido carbónico. Las bases débiles
también se disocian levemente y entre ellas encontramos hidróxido de
amonio, hidracina.
● Propiedades de los ácidos y bases​​ Las propiedades de la mayoría de
los ácidos protónicos son: - Presentan sabor ácido.
Hacen cambiar el color de muchos indicadores (tintes de color fuerte). -
Reaccionan con óxidos metálicos e hidróxidos metálicos para formar sales y
agua.
- Reaccionan con sales de ácidos más débiles para formar ácidos más
débiles.
- Las soluciones acuosas de ácidos protónicos conducen corriente eléctrica
porque están ionizadas. Las propiedades de la mayoría de las soluciones
acuosas básicas son:
- Presentan sabor amargo. - Produce sensación resbalosa, por ejemplo los
jabones. - Hacen cambiar el olor de muchos indicadores.
- Reaccionan con ácidos protónicos para formar sales y agua.

15. - Sus soluciones acuosas conducen la corriente eléctrica porque están
ionizadas o disociadas.
● Métodos de medición del pH ​​El pH de una solución puede medirse
de distintas maneras y usando distintos instrumentos. Entre ellos
encontramos:
- Papel indicador:​​ También conocido como papel tornasol, es el método
más barato e inexacto respecto a los demás. El papel está impregnado con
indicador universal que al ser introducido en la solución a analizar, toma un
color diferente que luego debe compararse con un diagrama de colores para
obtener el valor aproximado de pH de la solución. El más conocido es el
papel tornasol o papel de litmus.
- Uso de sustancias químicas: ​​Estas sustancias adquieren un color distinto
a cada valor diferente de pH. Es por ello que estas sustancias se agregan a las
soluciones de pH desconocido para luego compararlas con soluciones
estándar de pH conocido que también han sido afectadas por este indicador
químico. Se usan frecuentemente el naranja de metilo y la fenolftaleína.
- pH-metro: ​​Es un sensor que realiza internamente una medida de la
diferencia de potencial entre dos electrodos, uno de referencia (generalmente
7) y otro de medida (externo). Por lo tanto, se tiene un preciso valor de
diferencia de potencial y con un amplificador se puede obtener la medida
exacta del valor de pH de una solución.
● Valoraciones ácido-base y cambios en el pH​​ Las valoraciones son
importantes para los estudios cuantitativos de las reacciones ácido-base y se
realiza agregando gradualmente una disolución patrón (conocida) sobre una
de concentración desconocida hasta completar la reacción química. En este
proceso se va graficando la variación del nivel de pH a medida en que se va
a agregando más disolución patrón. Esta curva resultante se conoce como

16. curva de valoración y se presenta un ejemplo en la figura 1.1 para el caso de
valoración ácido y base fuertes.
● Sales de bases fuertes solubles y ácidos fuertes ​​Las sales que se
obtienen al reaccionar bases y ácidos fuertes producen soluciones neutras al
agregarse la misma cantidad de ácido y de base, esto significa que al
alcanzar el equilibrio químico, el pH resultante tiene el valor de 7.
Considerando una solución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) que contiene
los iones: Na+ , Cl- , H3O + y OH- . El catión Na+ de la sal es un ácido
débil que no reacciona con el anión OH- , y el anión Cl- de la sal no
reacciona con el catión H3O + . Es por ello que las sales resultantes son
neutras porque ningún ión reacciona para alterar el equilibrio.
● ​Sales de bases fuertes y ácidos débiles ​​Cuando se realiza esta
reacción las sales que se obtienen son siempre básicas, debido a que los
aniones de los ácidos débiles reaccionan con el agua para formar iones
hidroxilo.
Considerando una solución de acetato de sodio (NaCH3COO), que es
producto de la base NaOH y el ácido CH3COOH, tenemos:

17. NaCH3COO (sólido) → Na+ + CH3COO
H2O + H2O ↔ OH- + H3O
El catión Na+ es un acido débil y no reacciona con el anión OH- . Sin
embargo se sigue formando CH3COOH con lo que se obtiene un exceso de
OH, por ello, la solución se hace básica.
● ​Sales de bases débiles y ácidos fuertes ​​Este tipo de soluciones
adquieren un carácter ácido. Considerando una solución de cloruro de
amonio NH4Cl, que es producto del HCl y del NH3, tenemos:
NH4Cl(sólido) → NH4 + Cl
H2O + H2O ↔ OH- + H3O
Por los iones que quedan de la reacción se puede observar que el ión
amoniaco reaccionará con los OH- , formando NH3 y por tanto un exceso de
H3O + , por ello, la solución obtenida será predominantemente ácida.
● Sales de bases débiles y ácidos débiles ​​En este tipo de sales pueden
darse los casos en que la sal resultante sea predominantemente ácida, básica
o neutra dependiendo de las fuerzas relativas del ácido molecular y base
molecular de las que deriva la sal.
● Importancia del pH en aplicaciones industriales ​​La inspección y
regulación del pH es de vital importancia en muchas de las aplicaciones
industriales por su empleo constante en los subprocesos. Las aplicaciones se
encuentran en muchos campos tales como: tratamiento de la pureza del agua

18. en las entradas a las calderas, regulación de la velocidad de reacciones
químicas, tratamiento y neutralización de aguas residuales para su posterior
utilización, regulación de acidez y control de activación de bacterias en la
cerveza, regulación del pH en la fermentación del etanol, sulfitación4 en el
jugo de caña, entre otros.
Neutralización de aguas residuales
Como aguas residuales se les conoce a los residuos líquidos provenientes de
las distintas áreas y procesos de cada industria. Si esta agua fuera
directamente arrojada al medio ambiente, se produciría una contaminación
ambiental masiva, ya que esta agua normalmente es portadora de productos
químicos muy dañinos para la persona y plantas.
Por ello nace la necesidad de procesar esta agua en una planta de tratamiento
de aguas residuales o efluentes, en las que se aplican tratamientos físicos,
biológicos y químicos, para arrojarla sin los residuos dañinos.
La etapa física tiene por objetivo el asentamiento de sólidos pesados,
reducción de aceites, grasas y arenas. La etapa biológica, tiene por objetivo
degradar las bacterias y otros contenidos biológicos de las aguas residuales.
En la última etapa se aplica un proceso de desinfección cuyo objetivo es
llevar el agua a los estándares aprobados por cada legislación antes de su
descarga. Es para esta etapa que se emplea la medida y regulación de pH,
siendo muy importante para cumplir dichos estándares.
Industria minera:​​ Los procesos mineros son muy contaminantes debido a
la continua adición de metales pesados, que hacen del agua, un producto
inutilizable para el riego o evacuación sin previo aviso .el tratamiento de las
aguas residuales, porque los procesos son muy contaminantes, ya que
adicionan en esta agua metales pesados que los hacen inutilizables para el
riego o evacuación sin un previo tratamiento. Para regular la salida se trabaja

19. con todas las fases antes expuestas y la neutralización con ácidos y bases
para que puedan ser desechados a los ríos.
Industria alimentaria: ​​En este tipo de industrias no se añaden normalmente
tantos metales pesados, pero hay mucho uso de sustancias químicas que son
evacuadas en las aguas residuales y por ello también es muy importante
contar con una planta de tratamientos de efluentes para la posterior descarga.
La planta Calixto Romero localizada en Piura cuenta con una planta de
tratamiento de efluentes en la que se busca neutralizar el agua (pH=7) y
separarla del lodo para su posterior uso en tierras de cultivo. El control se
realiza añadiendo, mediante bombas, soluciones de control NaOH y H2SO4
según el producto sea ácido o básico respectivamente. Se trabaja con
estructura de control ON-OFF y monitores de temperatura, nivel en los
tanques, y sistema de fallas en lo equipos.
Control de pH en los productos en la industria alimentaria
​Dentro de la industria de los alimentos es muy importante evitar la
contaminación y garantizar que el producto final se encuentre exento de
microorganismos dañinos para el consumidor y con las condiciones de
calidad requeridas por este. Los niveles de pH son muy importantes en la
elaboración de los productos alimenticios, ya que sirve como indicador de
condiciones higiénicas en el proceso de transformación del producto. Por
ello, en ocasiones se elige que un producto tenga un valor bajo de pH lo que
permite aumentar su tiempo de conservación.
Para eliminar los agentes patógenos indeseados, se utilizan bactericidas, que
tardan en eliminar los microorganismos. La concentración iónica del
hidrógeno afecta a esos microorganismos y también a la acción de los
bactericidas, por lo tanto el índice de pH influye directamente en el control
aplicado para evitar la activación de microorganismos y bacterias.

20. Industria lechera:​​ El pH es un indicador de la conservación higiénica de la
leche en todo el proceso, desde la recolección hasta la entrega. El valor
adecuado de pH debe ser 6.8, si fuese menor indica una posible infección del
ganado, que aumentaría su gravedad si continua disminuyendo. Durante la
conservación, el pH es determinante para predecir si hay contaminación
ocasionada por el amoniaco, usado para conservar el frío en la refrigeración.
Para usar la leche en quesos, el valor de pH debe encontrarse entre 6.1 y 6.5.
Y para la elaboración de los quesos y para su maduración es importante que
el pH esté entre los valores de 4.1 a 5.3 para que disminuya la velocidad de
crecimiento de los agentes patógenos.
Dentro de las condiciones para preparar yogurt, la refrigeración debe
iniciarse con la condición de que el pH alcance valores entre 4.4 y 4.6.
Cuando se agrega fruta al yogurt, ésta debe ser del mismo nivel de pH, así se
evitan reacciones indeseadas. El valor de pH que debe tener este producto
debe encontrarse entre 4 y 4.4 para una mejor conservación.
Industria cervecera:​​ El control de nivel de pH en la producción de la
cerveza es muy importante para poder evitar la activación de agentes
patógenos y para obtener el sabor característico de cada cerveza. En la
empresa Backus en Motupe, departamento de Lambayeque, se hace un

21. seguimiento y control del nivel de pH, teniendo en cuenta de que su valor
necesariamente debe encontrarse entre 4.2 y 4.5. Es importante respetar este
intervalo para satisfacer las condiciones y estándares de calidad que se han
impuesto, debido a que un valor de pH menor a 4.2 produce acidez, y un
valor mayor a 4.5 provoca una activación de agentes patógenos. En la planta
de Backus en Trujillo, se recibe el producto transportado para su posterior
envasado, en esta planta ya no se controla el pH pero si se mide para
verificar que después del transporte siga cumpliendo los estándares
establecidos. En caso de no cumplir, el producto se desecha, es por ello que
el control en la planta de Motupe es muy estricto.

22. NEUTRALIZACIÓN
Una disolución acuosa será más o menos ácida, según la concentración de
protones que contenga. Una disolución con una concentración de iones
hidronio mayor que el agua pura es ácida. Si la concentración de iones
hidronio es menor que la del agua pura, la disolución es básica.
Equilibrio iónico del agua
El agua pura es un electrolito débil que se encuentra disociado en sus iones
H3O+ y OH?, pudiendo expresarse el equilibrio como:
Al producto de la concentración de iones hidroxonio o hidronio (H3O+) por
la concentración de iones hidróxido (OH?) se le denomina ​producto iónico
del agua​​ y se representa como Kw. Este producto tiene un valor constante
igual a 10?14 a 25 ºC.
Kw = [OH?][ H3O+] = 10?14
Dado que en el agua pura por cada ion hidronio hay un ion hidróxido, la
concentración es la misma, por lo que:
10?7 × 10?7 = 10?14
Disoluciones ácidas, bases y neutras
Si se disolviese en agua pura una sustancia básica, aumentaría la
concentración de iones hidróxido en el medio, con lo que, para que se
cumpliese el producto iónico del agua, debería disminuir la concentración de
iones hidronio.
Por el contrario, si se disuelve un ácido en agua pura, éste se disocia dando
protones, con lo que aumenta la concentración de éstos, disminuyendo la de
iones hidróxido, para que se cumpla el equilibrio iónico del agua.

23. Se tienen entonces las siguientes relaciones:
● Disolución ácida​​ cuando [H3O+] > [OH?]
● Disolución neutra​​ cuando [H3O+] = [OH?]
● Disolución básica​​ cuando [H3O+] < [OH?]
Como en una disolución acuosa neutra se cumple que [OH?] = [ H3O+] =
10?7 M, se tiene:
● Disolución ácida​​ cuando [H3O+] > 10?7 M
● Disolución neutra​​ cuando [H3O+] = 10?7 M
● Disolución básica​​ cuando [H3O+] < 10?7 M
El ​pH​​ se define como el logaritmo de la concentración de iones hidronio
cambiado de signo:
pH = ? log [H3O+]
Las ​reacciones de neutralización​​, son las reacciones entre un ácido y una
base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en
la disolución.
Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base,
produciendo sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en
la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido
de un metal.
Ácido + base → sal + agua
Por ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O
Las soluciones acuosas son buenas conductoras de la energía eléctrica,
debido a los electrolitos, que son los iones positivos y negativos de los
compuestos que se encuentran presentes en la solución.

24. Una buena manera de medir la conductancia es estudiar el movimiento de
los iones en una solución.
Cuando un compuesto iónico se disocia enteramente, se le conoce como
electrolito fuerte​​. Son electrolitos fuertes por ejemplo el NaCl, HCl, H2O
(potable), etc, en cambio, un ​electrolito débil​​ es aquel que se disocia muy
poco, no produciendo la cantidad suficiente de concentración de iones, por lo
que no puede ser conductor de la corriente eléctrica.
Cuando tenemos una disolución con una cantidad de ácido desconocida,
dicha cantidad se puede hallar añadiendo poco a poco una base, haciendo
que se neutralice la disolución.
Una vez que la disolución ya esté neutralizada, como conocemos la cantidad
de base que hemos añadido, se hace fácil determinar la cantidad de ácido que
había en la disolución.
En todos los procesos de neutralización se cumple con la ​“ley de
equivalentes”​​, donde el número de equivalentes del ácido debe ser igual al
número de equivalentes de la base:
Nº equivalentes Ácido = nº equivalentes Base
Los equivalentes dependen de la Normalidad, que es la forma de medir las
concentraciones de un soluto en un disolvente, así tenemos que:
N= nº de equivalentes de soluto / litros de disolución
Deduciendo : ​nº equivalentes de soluto = V disolución . Normalidad
Si denomin​amos NA, como la normalidad en la solución ácida y NB, la
normalidad de la solución básica, así como VA y VB, como el volumen de
las soluciones ácidas y básicas respectivamente:
NA.VA= NB. VB

25. pH
· Cuando ​reacciona un ácido con una base se produce una sal y agua. Esta
reacción se denomina ​neutralización porque el ácido y la base dejan de
serlo cuando reaccionan entre sí, pero no significa, necesariamente, que el
pH de la disolución resultante sea neutro.
Ácido + Base ð Sal + Agua
En una volumetría se miden volúmenes haciendo uso de material muy
simple: bureta y pipeta. Al ser esta volumetría de neutralización o ácido-base
lo que se hace es provocar una reacción ácido-base debiendo determinar el
punto de equivalencia, es decir: en que momento el número de equivalentes
de ácido añadidos coinciden con el número de equivalentes de base. La
determinación de este punto de equivalencia se realiza con un indicador
ácido-base apropiado. El indicador elegido debe virar en un intervalo de pH
en el que quede incluido el pH de la disolución obtenida cuando se alcanza
el punto de equivalencia. El alumno puede calcular, de forma aproximada, el

26. pH de la disolución de acetato de sodio obtenida y decidir qué indicador
entre los disponibles en el laboratorio es el adecuado para tal determinación.
La acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades
características de dos importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos
y las bases. Las ideas actuales sobre tales conceptos químicos consideran los
ácidos como dadores de protones y las bases como aceptoras. Los procesos
en los que interviene un ácido interviene también su base conjugada, que es
la sustancia que recibe el protón cedido por el ácido. Tales procesos se
denominan reacciones ácido-base.
La acidez y la basicidad son dos formas contrapuestas de comportamiento de
las sustancias químicas cuyo estudio atrajo siempre la atención de los
químicos. En los albores mismos de la ciencia química, Boyle y Lavoisier
estudiaron sistemáticamente el comportamiento de las sustancias agrupadas
bajo los términos de ácido y álcali (base).
Pero junto con los estudios descriptivos de sus propiedades, el avance de los
conocimientos sobre la estructura del átomo y sobre la naturaleza íntima de
los procesos químicos aportó nuevas ideas sobre los conceptos de ácido y de
base.
En la actualidad, el resultado final de la evolución de esos dos conceptos
científicos constituye un importante capítulo de la química general que
resulta imprescindible para entender la multitud de procesos químicos que,
ya sea en la materia viva, ya sea en la materia inerte, se engloban bajo el
nombre de reacciones ácido-base
Por medio de las volumetrías de neutralización determinamos
concentraciones de ácidos o de bases midiendo volúmenes equivalentes de
bases o de ácidos de concentración conocida.
· Según las cantidades de sustancia (número de moles) relativas de estas
sustancias y la estequiometría de la reacción se pueden dar tres situaciones:

27. a) ​exceso de ácido​​: reacciona toda la base con parte del ácido presente y
queda un exceso de ácido sin reaccionar: la disolución final será ácida ​(pH <
7)
b) exceso de base​​: reacciona todo el ácido con parte de la base presente y
queda un exceso de base sin reaccionar: la disolución final será básica ​(pH >
7)
c) proporción estequiométrica​​ de ácido y base: todo el ácido y toda la base
presente reaccionan entre sí, no queda exceso de ninguno de ellos. La
neutralización es completa. Se ha alcanzado el punto de equivalencia. ​El pH
de la disolución final ​dependerá de la sal que se forme​​, ya que ésta podrá
sufrir ​hidrólisis​​ y por ello el pH en el punto de equivalencia puede ser
distinto de siete. Será siete (neutra) si la sal formada proviene de ácido
fuerte-base fuerte, como el NaCl.
Tengamos en cuenta que:
pH= - log [H​+​
] ​ ð ​[H​​+​​
] = 10​​-pH ​​
; ​​[H​​+​​
] · [OH​​-​​
]=10​​-14
Valoraciones ácido - base
· Por medio de una valoración ácido-base se determina la concentración de
un ácido en disolución a partir de la concentración conocida de una base, o
viceversa, basándose en la reacción de neutralización.
· La valoración se realiza mezclando paulatinamente hasta que se alcanza el
punto de equivalencia​​, momento en el que la reacción de neutralización ha
sido completa. En ese momento el número de iones hidronio procedentes del
ácido es igual al número de iones hidroxilo procedentes de la base.
· El ​punto final de la valoración se alcanza cuando se produce el cambio de
color del indicador, es decir, cuando el operador que realiza la valoración
detecta ese cambio de color

28. · El ​indicador adecuado para una determinada volumetría debe elegirse de
manera que el punto final esté muy próximo al punto de equivalencia (menor
error posible cometido en la valoración); o dicho de otra manera, que el
valor del pK​in​ esté muy próximo al valor del pH en el punto de equivalencia.
· Si el nº de moles de ácido = x· nº moles de base
(V·M)​​ácido ​​= x · (V·M)​​base
dónde x viene determinada por la estequiometría de la reacción (x=1, 2, 3,
½​​ , ….)
Curva de valoración de
AF-BF
Curva de valoración de
BF-AF
Curva de valoración
de AD-BF

29. El pH en el punto de equivalencia de una reacción de neutralización es
diferente según la fortaleza del ácido y/o la base que se neutraliza.
Los indicadores que indican el punto de equivalencia no son igual de útiles
para todas las reacciones.
- Reacciones de neutralización entre ácido fuerte (HCl) y base fuerte
Na(OH). El pH en el punto de equivalencia es 7 ya que todos los iones
hidronio han sido neutralizados por los iones hidroxilo, para dar H​2​O
El resto de los iones no reaccionan con el agua ya que:

30. ● el Cl​-​
procede de un ácido fuerte (es una base débil frente al agua): no
se hidroliza.
● el Na​+​
procede de una base fuerte (es un ácido muy débil frente al
agua): no se hidroliza.
- Cuando la neutralización se produce entre un ácido fuerte y una base débil.
El catión de la base sufre una hidrólisis produciéndose iones hidronio, por lo
que el pH es < 7.
- Cuando la neutralización se produce entre una base fuerte y un ácido débil.
El anión del ácido sufre una hidrólisis produciéndose iones hidróxido, por lo
que el pH es > 7.
- Cuando la neutralización se produce entre una base débil y un ácido débil.
El anión del ácido sufre una hidrólisis al igual que el catión de la base, por lo
que el pH es < 7 si es más débil la base y es >7 si es más débil el ácido.
La elección del indicador adecuado para determinar el punto de equivalencia
dependerá del pH final, que tiene que estar dentro del intervalo en el que el
indicador sufre el cambio de color.
Papel Tornasol o Papel PH

31. El Papel tornasol o Papel pH es utilizado para medir la concentración de
Iones Hidrógenos contenido en una sustancia o disolución. Mediante la
escala de pH, la cual es clasificada en distintos colores y tipos.
El papel tornasol se sumerge en soluciones y luego se retira para su
comparación con la escala de pH.
Escala de pH
1 al 6 : Ácido
7 : Neutro
8 al 14 : Base o Alcalino
Papel impregnado con tornasol, que generalmente se corta en tiras estrechas.
Al mojar el papel de tornasol rojo en una solución básica se vuelve de color
azul; al mojar el papel de tornasol azul en una solución ácida se vuelve de
color rojo. Cinta impregnada del indicador tornasol que sirve para verificar
si una solución es ácida o básica. El tornasol rojo cambia a color azul en
presencia de una base.

32. Conclusiones
Se utiliza como indicador sustancias químicas que cambia su color al
cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio
estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie.
Características de los ácidos:
* Tienen un sabor picante.
* Dan un color característico a los indicadores.
* Reaccionan con los metales liberando hidrógeno.
* Reaccionan con las bases en un proceso denominado neutralización en el
que ambos pierden sus características.
Características de las bases:
* Tienen un sabor amargo.
* Dan un color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos).
* Se sienten jabonosas al tacto.
*Nunca se deben de probar esta clase de sustancias
El pH (potencial de Hidrógeno) es una medida de la cantidad de iones
hidrogeno positivos, o hidronios (H+) en una solución determinada.
La escala de pH se maneja desde 1 hasta el 14, en donde los valores 1 a 6
indican acidez, el valor de 7 es un punto neutro, y los valores desde 8 a 14 se
consideran indicadores de basicidad.
EVIDENCIA DE TRABAJO.