¿Qué es el pH? ¿Por qué la p en pH es minúscula y la H mayúscula?

El valor de pH, también conocido como índice de concentración de iones hidrógeno, es una escala que mide la actividad de los iones hidrógeno en una solución y constituye una medida del grado de acidez o basicidad de dicha solución en el sentido común.

Ionización del agua


El concepto fue propuesto por primera vez en 1909 por el bioquímico danés Søren Peter Lauritz Sørensen. La letra p proviene de la palabra alemana Potenz, que significa potencia o concentración, y H (ión hidrógeno) hace referencia al ion hidrógeno (H+).


En condiciones normales (25 °C, aproximadamente 298 K), cuanto más se acerca el valor del pH a 0, más ácida es la solución; cuanto más se acerca a 14, más alcalina es la solución. Cuando el pH es menor que 7, la solución es ácida; cuando el pH es mayor que 7, la solución es alcalina; y cuando el pH es igual a 7, la solución es neutra.




En los cálculos, [H+] se refiere a la concentración molar de una sustancia que contiene iones hidrógeno en una solución (a veces también escrita como H3O+), es decir, la concentración molar de una sustancia cuyos iones hidrógeno están hidratados.


El pH representa la concentración de iones hidrógeno en la solución, c(H+), y se utiliza para determinar el valor del pH; sin embargo, en la práctica la concentración de iones hidrógeno no puede medirse directamente. Por ello, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) define el pH como pH ≈ −lg[c(H+)/mol/L] a partir de este procedimiento y establece valores de referencia para el pH. Dado que el pH se define operativamente, suele considerarse que no tiene unidad.


La expresión matemática del pH es -lg[H+], y en matemáticas el valor negativo del logaritmo natural se representa con la letra p; debido a la particularidad del pH y a las normas y convenciones establecidas, la escritura habitual del pH utiliza únicamente la letra p minúscula y la H mayúscula, de acuerdo con la especificación. Así, ph, PH, Ph, etc., constituyen formas no estandarizadas.


Entonces, ¿sabes por qué la p en pH es minúscula y la H es mayúscula?



No cabe duda de que la H en pH representa al ion hidrógeno (H+), pero el origen de la p es objeto de debate.


El primero se llama “p”, que proviene de la palabra alemana Potenz, que significa fuerza e intensidad, y “P”, que proviene de la palabra francesa puissance, también con el mismo significado de “fuerza e intensidad”.


El segundo es el pH, que significa pondus hydrogenii, en latín, cantidad de hidrógeno; el primero es la expresión latina potentia hydrogenii (capacidad del hidrógeno), equivalente al término inglés potential hydrogen.


La tercera es que p es simplemente un símbolo aleatorio elegido por Sorensen, quien también utilizó q.


En química, hoy en día se añade la letra p delante de una magnitud adimensional para representar el logaritmo negativo de dicha magnitud; por ello, p se escribe con minúscula. H significa ion hidrógeno, ya que el símbolo del elemento hidrógeno es H, ¡así que se escribe con mayúscula!

Organización del conocimiento relacionado

1. ¿Qué es una solución tampón estándar de pH? ¿Cuáles son sus características?


Un tampón de pH es una solución que mantiene estable el nivel de pH. Si se añade a esta solución una pequeña cantidad de ácido o de base, o si una reacción química en la solución produce una pequeña cantidad de ácido o de base, y la solución está adecuadamente diluida, el valor de pH de dicha solución permanece prácticamente constante e inalterado; así, puede resistir pequeñas adiciones de ácido o de base, así como diluciones, tanto grandes como pequeñas, sin que el pH varíe. A esta solución se le denomina solución tampón.


Los buffers estándar de pH presentan las siguientes características:

1.1 El pH de la solución patrón es conocido y se alcanza con la exactitud especificada.

1.2 El valor de pH de la solución estándar presenta buena repetibilidad y estabilidad, con una gran capacidad tampón, un bajo factor de dilución y un pequeño coeficiente de temperatura.

1.3 El método de preparación de la solución es sencillo.

2. ¿Cómo preparar una solución tampón de referencia para pH?


Para las mediciones generales de pH, se puede utilizar un conjunto completo de reactivos tampón de pH (se pueden preparar 250 mL); al preparar la solución, debe emplearse agua desionizada, previamente hervida durante 15 a 30 minutos, para eliminar el dióxido de carbono disuelto. Abra la bolsa de plástico y vierta el reactivo en el vaso de precipitados; disuélvalo con la cantidad adecuada de agua desionizada, enjuague la bolsa y luego viértalo en un matraz volumétrico de 250 mL; diluya hasta la marca de aforo y agite bien.

3. ¿Cómo almacenar y utilizar correctamente los tampones de pH?


Una vez preparada la solución tampón, debe envasarse en frascos de vidrio o en frascos de polietileno (los tampones de pH alcalino, como los de pH 9,18, pH 10,01, pH 12,46, etc., deben almacenarse en frascos de polietileno). La tapa del frasco debe cerrarse herméticamente y conservarse en el refrigerador a baja temperatura (5–10 °C), por un período generalmente de aproximadamente seis meses; si se observa turbidez, moho o precipitación, no debe seguir utilizándose. Al momento de usarla, conviene preparar varios frascos de polietileno de 50 mL; la solución de grupo contenida en el frasco grande debe transferirse a los frascos pequeños y mantenerse a temperatura ambiente durante 1–2 horas, empleándose una vez alcanzado el equilibrio térmico. Tras su uso, la solución tampón almacenada en el frasco puede utilizarse durante 2–3 días bajo condiciones ambientales superiores a 10 °C; en particular, las soluciones de pH 7,00, pH 6,86 y pH 14,00 suelen conservarse por un período más prolongado. Las soluciones de pH 9,18 y pH 10,01 son más susceptibles a variaciones de pH, ya que absorben dióxido de carbono del aire.

4. ¿Cuáles son los usos de los tampones de pH?


4.1 Calibre el medidor de pH antes de realizar la medición del pH.

El estándar 4.2 se utiliza para verificar la exactitud del medidor de pH. Por ejemplo, tras calibrar el medidor de pH con soluciones de pH 6,86 y pH 14,00, se introduce el electrodo de pH en la solución de pH 9,18 para comprobar si el valor mostrado por el instrumento coincide con el valor de pH de la solución patrón.

4.3 Compruebe si el medidor de pH requiere recalibración durante la medición general de la exactitud. El medidor de pH puede desviarse o cambiar tras la calibración y el uso; por ello, antes del ensayo se introduce el electrodo en un buffer estándar cuyo valor de pH sea próximo al de la solución a analizar, y se determina la necesidad de recalibrar según la magnitud del error.

4.4 Prueba del rendimiento del electrodo de pH.

5. ¿Por qué debe remojarse el electrodo de pH? ¿Cómo remojar adecuadamente el electrodo compuesto de pH?


El electrodo de pH debe remojarse antes de su uso, porque la membrana del electrodo es una capa especial de vidrio y sobre su superficie se forma una finísima capa de gel que solo puede interactuar eficazmente con los iones de hidrógeno de la solución en condiciones de completa humedad. Al mismo tiempo, tras el remojo, el potencial asimétrico del electrodo de vidrio se reduce considerablemente y tiende a estabilizarse. En general, el electrodo de vidrio para medir el pH puede sumergirse en agua destilada o en una solución tampón de pH 4,00. Resulta habitualmente preferible utilizar la solución tampón de pH 4,00, manteniendo el electrodo en remojo durante 24 horas o más, según el espesor de la membrana de vidrio y el grado de envejecimiento del electrodo. Asimismo, la unión líquida del electrodo de referencia también requiere remojo; pues, si esta unión se reseca, el potencial de la unión líquida aumentará o se volverá inestable. La solución de remojo del electrodo de referencia debe ser idéntica a la solución de referencia externa del propio electrodo, es decir, una solución de KCl 3,3 mol/L o una solución saturada de KCl, y el tiempo de remojo suele ser de algunas horas.


Por lo tanto, en el caso del electrodo compuesto de pH, es necesario sumergirlo en un tampón de pH 4,00 que contenga KCl, para que la membrana de vidrio y la unión líquida funcionen simultáneamente. Es importante prestar especial atención a este punto, pues en el pasado solía emplearse agua desionizada o tampón de pH 4 para remojar un electrodo de vidrio de pH simple; posteriormente, esta misma práctica se siguió aplicando con los electrodos compuestos de pH, e incluso algunas instrucciones incorrectas para estos electrodos continúan recomendando dicho procedimiento. La consecuencia directa de este método de remojo inadecuado es que un electrodo compuesto de pH con buen rendimiento se convierte en un dispositivo de respuesta lenta y de precisión deficiente; cuanto más prolongada sea la inmersión, peor será su desempeño, ya que, tras un tiempo prolongado de remojo, la concentración de KCl en el interior de la unión líquida (por ejemplo, dentro del núcleo de arena) se reduce considerablemente, lo que provoca un aumento y una inestabilidad del potencial de la unión líquida. Por supuesto, basta con volver a sumergir el electrodo en la solución de remojo adecuada durante unas horas para que recupere su rendimiento.


Además, el electrodo de pH no debe sumergirse en soluciones tampón neutras ni alcalinas; la inmersión prolongada en este tipo de soluciones puede hacer que la película de vidrio del electrodo de pH pierda sensibilidad.


Preparación correcta de la solución de remojo para el electrodo de pH: tome un paquete de tampón de pH 4,00 (250 mL), disuélvalo en 250 mL de agua pura y, a continuación, añada 56 gramos de KCl de pureza analítica; caliente adecuadamente y agite hasta que se disuelva por completo.

6. ¿Cuál es la diferencia entre los electrodos compuestos de pH recargables y no recargables?


La carcasa del electrodo compuesto de pH se diferencia entre plástica y de vidrio. El electrodo compuesto de pH recargable está provisto de un orificio de llenado de líquido en la cubierta del electrodo. Cuando se pierde la solución de referencia externa del electrodo, se puede abrir dicho orificio para rellenar con solución de KCl. En cambio, el electrodo compuesto de pH recargable está lleno de KCl en forma de gel, que no se pierde fácilmente y no posee ningún orificio para líquidos.


Las características del electrodo compuesto de pH recargable son que la solución de referencia presenta una mayor velocidad de penetración, el potencial de unión líquida es estable y reproducible, y la precisión de la medición es elevada. Además, cuando el electrodo de referencia se reduce o se contamina, es posible añadir o sustituir la solución de KCl; sin embargo, esta opción resulta más engorrosa en su uso. Al emplear el electrodo compuesto de pH recargable, conviene abrir el orificio de llenado para aumentar la presión del líquido y acelerar la respuesta del electrodo. Cuando el nivel del electrolito se encuentre a menos de 2 cm del orificio de llenado, debe añadirse nuevo electrolito de manera oportuna.


El electrodo compuesto de pH no recargable se caracteriza por su fácil mantenimiento y su sencilla operación, por lo que también es ampliamente utilizado. Sin embargo, cuando se emplea como electrodo de pH de laboratorio y se somete a un uso prolongado y continuo, la concentración de KCl en la unión líquida se reduce, lo que afecta la precisión de las mediciones. Por ello, cuando el electrodo compuesto de pH no recargable no está en uso, debe mantenerse sumergido en una solución de remojo para el electrodo; de este modo, su rendimiento será óptimo en el siguiente ensayo. Además, algunos electrodos de pH de laboratorio no están destinados a pruebas prolongadas y continuas, por lo que la influencia de esta configuración sobre la exactitud es relativamente pequeña. En cuanto al electrodo compuesto de pH industrial, dado que exige una menor precisión en las mediciones, su facilidad de uso se ha convertido en la opción principal.

7. ¿Cómo utilizar correctamente el electrodo compuesto de pH?


7.1 No deben existir burbujas en la parte frontal de la burbuja. Si las hubiera, deberán eliminarse mediante una acción de empuje.

7.2 Tras retirar el electrodo del frasco de remojo, debe agitarse en agua desionizada y dejarse secar por agitación; no se debe frotar la esfera con toallas de papel, pues, debido a la transferencia de carga electrostática inducida a la película de vidrio, ello prolongará el tiempo de estabilidad del potencial. La mejor opción es lavar el electrodo con la solución de prueba.

7.3 Tras introducir el electrodo compuesto de pH en la solución a analizar, se debe agitar y sacudir varias veces antes de dejarlo en reposo; esto acelerará la respuesta del electrodo. En particular, cuando se utiliza un electrodo compuesto de pH con carcasa de plástico, la agitación y la sacudida deben ser más intensas, pues entre la burbuja y la carcasa de plástico puede formarse una pequeña cavidad; además, una vez sumergido el electrodo en la solución, el gas contenido en dicha cavidad tarda demasiado en eliminarse, lo que dificulta la conexión adecuada entre la burbuja o la unión líquida y la solución. Por ello, es necesario agitar vigorosamente para eliminar las burbujas.

7.4 Tras la medición en una muestra viscosa, el electrodo debe enjuagarse repetidamente con agua desionizada varias veces para eliminar la muestra adherida a la película de vidrio. En ocasiones, es necesario lavar la muestra primero con otros reactivos, luego enjuagar con agua y sumergir en la solución de remojo para activarlo.

7.5 Evite el contacto con ácidos y álcalis fuertes o con soluciones corrosivas. Si se deben ensayar dichas soluciones, el tiempo de inmersión debe ser mínimo y, tras su uso, proceder a una limpieza cuidadosa.

7.6 Evite su uso en medios deshidratantes, como el etanol anhidro y el ácido sulfúrico concentrado, ya que estos dañarán la capa de gel hidratado presente en la superficie de la bombilla.

7.7 El material de la cubierta del electrodo compuesto de pH de carcasa plástica es policarbonato (PC). El plástico PC se disuelve en algunos disolventes, como el tetracloruro de carbono, el tricloroetileno, el tetrahidrofurano, etc. Si la muestra a analizar contiene alguno de estos disolventes, no debe utilizarse la cubierta de plástico; en tales casos, deberá emplearse el electrodo compuesto de pH con cubierta de vidrio.

8. ¿Cómo limpiar el electrodo de pH?


Tras la contaminación del bulbo y de la unión líquida, limpie con el siguiente disolvente; a continuación, utilice agua desionizada para eliminar el disolvente y sumerja el electrodo en la solución de remojo para activarlo.

(1) Contaminantes: ① óxidos metálicos inorgánicos, ② sustancias grasas orgánicas, ③ sustancias poliméricas de resina, ④ precipitados proteicos de células sanguíneas, ⑤ sustancias pigmentarias.

(2) Agente de limpieza: ① ácido diluido a menos de 1 mol/L, ② detergente diluido (ácido débil), ③ alcohol diluido, ④ acetona, ⑤ éter, ⑥ solución enzimática ácida (tabletas madre para alimentos), ⑦ solución blanqueadora diluida, ⑧ peróxido de hidrógeno.

9. ¿Cómo reparar los electrodos de pH?


El “daño” del electrodo compuesto de pH, que se manifiesta en una reducción del gradiente de sensibilidad, una respuesta lenta y una escasa repetibilidad de las lecturas, puede deberse a los tres factores siguientes, y el usuario común puede aplicar el método adecuado para repararlo.


9.1 El bulbo del electrodo y la unión líquida están contaminados, y la suciedad puede eliminarse cuidadosamente con un cepillo fino, algodón o un palillo de dientes. Algunas cubiertas protectoras de la cabeza del electrodo de carcasa plástica pueden retirarse, lo que facilita su limpieza; si la contaminación es grave, puede limpiarse con detergente siguiendo el método descrito en el artículo 8.

9.2 La solución de referencia externa está contaminada, y la estructura de algunos electrodos puede quedar incorporada en dicha solución. En este caso, se puede extraer la solución de referencia externa del electrodo con una jeringa y preparar una nueva solución de KCl 3,3 mol/L o saturada, que luego deberá añadirse. Es importante realizar las primeras y segundas extracciones para limpiar la cavidad interna del electrodo.

9.3 Envejecimiento de la película sensible del vidrio: Remoje el bulbo del electrodo en ácido clorhídrico diluido 0,1 mol/L (9 mL de ácido clorhídrico diluidos con agua pura hasta 100 mL) durante 24 horas, lave con agua pura y, a continuación, sumérjalo en la solución de remojo para electrodos durante 24 horas. Si la pasivación es más severa, también puede sumergir la parte inferior del electrodo en una solución de ácido fluorhídrico al 45 % durante 3 a 5 segundos (preparación de la solución: 4 mL de ácido fluorhídrico diluidos con agua pura hasta 100 mL), lavar con agua pura y, posteriormente, remojar en la solución de remojo para electrodos durante 24 horas para restaurar su rendimiento.

10. ¿Qué es un punto de calibración del medidor de pH?


Cualquier tipo de medidor de pH debe calibrarse con una solución estándar de pH para determinar el valor de pH de la muestra; para lograr una precisión de medición inferior a 0,1 pH, puede elegir un método de calibración que permita ajustar el instrumento, seleccionando habitualmente una solución tampón estándar de pH 6,86 o de pH 7,00. Algunos instrumentos, por su propia especificación, ofrecen una precisión de 0,2 pH o incluso de 0,1 pH, por lo que solo disponen de un tornillo de ajuste de posicionamiento; los pasos específicos son los siguientes:


10.1 Mida la temperatura del buffer de referencia, consulte la tabla para determinar el valor de pH a dicha temperatura y ajuste la perilla de compensación de temperatura a esa temperatura.

10.2 Enjuague el electrodo con agua pura y séquelo agitándolo.

10.3 Sumerja el electrodo en la solución tampón y colóquelo en reposo después de agitarlo. Una vez que la lectura se estabilice, ajuste la perilla de posicionamiento para que el instrumento muestre el valor de pH de la solución estándar.

10.4 Retire los electrodos, enjuague y seque agitando.

10.5 Mida la temperatura de la muestra y ajuste la perilla de compensación de temperatura del medidor de pH a dicho valor de temperatura.

10.6 Sumerja el electrodo en la solución de la muestra, colóquelo en reposo tras agitarlo y espere a que se muestre una lectura estable.

11. ¿Qué es la calibración de dos puntos del medidor de pH?


En los medidores de pH de alta precisión, además de los ajustes de “posicionamiento” y de “compensación de temperatura”, también se realiza un ajuste de la “pendiente” del electrodo, que requiere calibración con dos soluciones tampón estándar. Por lo general, la calibración de “posicionamiento” se efectúa a pH 6,86 o pH 7,00, y a continuación se lleva a cabo la “corrección de pendiente” utilizando una solución tampón de pH 4,00 (ácida) o bien de pH 9,18 o pH 10,01 (alcalina), según el valor de pH de la solución a analizar. Los pasos específicos son los siguientes:


11.1 Lave y seque el electrodo, sumérjalo en una solución estándar de pH 6,86 o de pH 7,00 y coloque la perilla de compensación de temperatura a la temperatura de la solución. Una vez que el valor indicado se estabilice, ajuste la perilla de posicionamiento para que el instrumento indique el valor de pH de la solución estándar.

11.2 Retire el electrodo, lávelo, séquelo agitándolo y sumérjalo en la segunda solución patrón. Una vez que el valor indicado se haya estabilizado, ajuste la perilla de pendiente del instrumento de modo que el valor indicado coincida con el pH de la segunda solución patrón.

11.3 Lave el electrodo y séquelo agitándolo, luego sumérjalo en una solución estándar de pH 6,86 o de pH 7,00. Si el error supera 0,02 pH, repita los pasos (1) y (2) hasta que se muestre el valor de pH correcto en ambas soluciones estándar, sin necesidad de ajustar los botones.

11.4 Retire el electrodo, lávelo y séquelo agitándolo; ajuste la perilla de compensación de temperatura del pH a la temperatura de la muestra, sumerja el electrodo en la solución de la muestra, agítelo y déjelo en reposo; una vez alcanzada la estabilidad, muestre el valor leído.

12. ¿Qué grado de influencia tiene la temperatura en la medición de la exactitud del pH?


Para los electrodos de pH, la temperatura afecta cada valor de pH en 0,003 pH/°C; por ejemplo, un medidor de pH de grado 0,2, calibrado en un tampón de pH a 30 °C y luego probado en una solución a 60 °C (suponiendo que el rango de pH de la solución esté entre pH 6 y 8), presenta una diferencia de un punto de pH respecto al valor de referencia. El error máximo provocado por la temperatura es de 30 × 0,003 = 0,09 pH. Si la variación fuera de 3 unidades de pH (en el rango de pH 4 a 10), el error máximo sería de 0,27 pH, lo que evidencia que la influencia de la temperatura sobre la medición del pH es muy considerable. Por supuesto, también podemos concluir que, para reducir el error debida a la temperatura en la medición del pH, conviene prestar atención a los siguientes tres aspectos:


12.1 Calibre el medidor de pH con una solución tampón cuyo valor de pH sea lo más cercano posible al del líquido a analizar.

12.2 Procure mantener la temperatura de la solución calibrada igual o próxima a la temperatura de la solución medida.

12.3 Se debe seleccionar un medidor de pH con compensación de temperatura.


Los medidores de pH con una precisión superior a 0,1 pH cuentan con ajuste de compensación de temperatura, mientras que los medidores de pH con una precisión de 0,2 pH no disponen de compensación de temperatura. Algunos medidores de 0,2 pH también se anuncian como de 0,1 de precisión; en realidad, esto es imposible, ya que algunas personas confunden la resolución de 0,1 pH con la precisión de 0,1 pH. Incluso en un mismo equipo de medición de pH, el error del pH a 60 °C equivale a 0,003 × 60 = 0,18 pH; por lo tanto, la mayor precisión alcanzable por un medidor de pH sin compensación de temperatura es de apenas 0,2 pH.

13. ¿La compensación de temperatura puede eliminar todos los errores causados por la temperatura?


Cabe señalar en particular que la compensación de temperatura configurada en el medidor de pH solo corrige el término de pendiente del electrodo (2,303RT/F). La temperatura también influye en el potencial estándar del electrodo de vidrio, en el potencial de unión líquida, entre otros factores, los cuales no varían de manera estrictamente lineal con la temperatura. Asimismo, el electrodo de pH requiere cierto tiempo para alcanzar el equilibrio a la nueva temperatura. Por ello, tanto la compensación manual como la automática de temperatura resultan insuficientes. De acuerdo con la definición operativa de la medición del pH, para obtener resultados precisos es necesario medir la solución muestra y la solución patrón a la misma temperatura constante; este es el principio de la medición isotérmica. En caso de mediciones de pH que exijan una precisión moderada, puede emplearse la compensación de temperatura cuando la temperatura de la solución muestra difiere de la de la solución patrón.

14. ¿Cómo puede saber si su medidor de pH es preciso?


Muchos usuarios, al utilizar el pH‑metro, tienen dudas: ¿es realmente preciso este dispositivo? Algunos lo juzgan por su experiencia laboral, otros por medio de papel indicador de pH y otros por el pH‑metro que han usado en el pasado; ninguno de estos métodos es fiable. En realidad, el único método confiable y más sencillo consiste en calibrar con soluciones tampón estándar de pH. Basta con tomar tres soluciones tampón estándar —pH 6,86, pH 4,00 y pH 9,18—, preferiblemente preparadas recientemente y a la misma temperatura; realizar la calibración de posición a pH 6,86, la calibración de pendiente a pH 4,00 y, finalmente, comprobar el pH 9,18 para determinar si el pH‑metro es preciso y cumple con los requisitos.

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