Presentación de PowerPoint - Instituto Nacional de Metrología

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INM - Colombia
Subdirección de Metrología Química y Biomedicina
pH en la vida cotidiana (un enfoque metrológico)
Día Internacional de la Metrología – Bogotá, 2013-05-20
“Para lograr este bienestar es fundamental
contar con una sólida infraestructura de
patrones y mediciones para garantizar que los
productos/servicios cumplan especificaciones,
asegurando la igualdad en el comercio, y
manteniendo una elevada calidad de vida”.
Profesor Michael Kühne, Director del BIPM
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La capacidad para hacer mediciones precisas es
uno de los fundamentos esenciales de una
sociedad industrial avanzada.
Esta capacidad es el pivote alrededor del cual giran
la industria, el comercio y la sociedad.
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Miles de mediciones químicas cada día soportan
decisiones en seguridad alimentaria, salud y
protección ambiental.
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¿Para qué se utilizan las mediciones químicas?
 Evaluación de la conformidad de un producto con las
especificaciones.
 Protección al consumidor contra el fraude y la falsificación
de productos.
 Diagnóstico médico, sistema de justicia y ciencias forenses.
 El soporte a la libre circulación de mercancías dentro del
mercado y los acuerdos comerciales con terceros países.
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Cada vez más dependemos de ensayos
confiables y resultados confiables y que,
además, tengan aceptación internacional .
“Tested once, accepted everywhere”
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7.36-7.45
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• Acido: sustancia que al disolverse en agua libera iones
hidronio (H3O+).
HF(aq) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + F-(aq)
• Base: sustancia que al disolverse en agua libera iones
hidroxilo (HO-).
H2O(l) + NH3 (aq) ↔ NH4+(aq) + OH-(aq)
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• Acido: Es una especie que incrementa
la cantidad de iones hidronio (H3O+).
• Base: Es una especie que reduce la
cantidad de iones hidronio (H3O+).
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La dirección, velocidad de reacción y la posición
de equilibrio de muchas reacciones químicas son
influenciadas por la concentración efectiva de
H3O+: actividad de los iones hidronio en solución
aH O +
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Escala de pH
Latín
“pondus hydrogenii”
pH = - log aH+
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• Se necesita determinar con rapidez y exactitud la
actividad de los iones hidronio (H3O+) en solución.
• Un método común de esta medición es utilizando
un electrodo sensible a la actividad (aH O ).
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+
MR Primarios
MR Secundarios
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↓Incertidumbre de la
medición
↑Costo de la medición
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¿Qué es un Material de Referencia?
“VIM: Material o sustancia que tiene una o varias de
sus propiedades suficientemente bien establecidas”
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¿Para qué sirve un MR?
 Calibrar los aparatos o instrumentos de análisis químico,
biológico, clínico, etc.
 Validar métodos analíticos.
 Asignar valores a un material o sistema analítico
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El papel del INM
Implementar, custodiar y conservar los patrones nacionales
Proveer trazabilidad
Desarrollar, preparar y certificar Materiales de Referencia
Desarrollar y evaluar planes de ensayos inter-Iaboratorios
Realizar proyectos de investigación, desarrollo e innovación
Fomentar la transferencia del conocimiento
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DESAFIOS PARA EL FUTURO
SUBDIRECCION DE METROLOGIA QUIMICA
- Producción y certificación de materiales de referencia para pH
- Calibración de pH-metros
- Capacitación y entrenamiento
- Cursos teórico – prácticos
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Lotes del
INM
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Gracias !
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Según IUPAC*, pH: es una magnitud química definida en
términos de la actividad del ion hidrógeno aH+ (ion hidronio,
H3O+).
pH = - log aH+
• La actividad del ión hidrógeno, aH+, no es mensurable por
ningún método termodinámicamente válido.
• Debido a la imposibilidad experimental de determinar la
actividad de los iones hidronio individuales.
*International Union of Pure and Applied Chemistry.
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Internacionalmente,
se
acepta
definir
operacionalmente el pH a partir de la medición
de Fuerza Electromotriz (FEM) de una celda de
medición específica:
“Equivalencia a una diferencia de potencial
eléctrico (∆V) entre dos puntos de un campo o
circuito eléctrico.”
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KIoniz. w = [H3O+][OH-]
K w= 1.00x10-14 a 25°C
“Indica que muy pocas moléculas de agua están presentes como iones
en el agua pura”
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HF(aq) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + F-(aq)
KIoniz. a= [H3O+][F-]/[HF]
Ka = 3.5x10-4
H2O(l) + NH3 (aq) ↔ NH4+(aq) + OH-(aq)
KIoniz.b = [NH4+][OH-]/[NH3]
Kb = 1.8x10-5
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En el equilibrio:
KaKb = Kw
pKa + pKb = pKw
pK= -log K
pKa = pH=-log [H3O+]
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pKa = pH=-log [H3O+]
HF(aq) → pKa = -log[3.5x10-4]
pH= 3.45
NH3 (aq) → pKa = pKw - pKb
pH= (-log[1.00x10-14]) – (-log[1.8x10-5 ])
pH= 9.25
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