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 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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. Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Miles de mediciones químicas cada día soportan decisiones en seguridad alimentaria, salud y protección ambiental. Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co ¿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. Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Cada vez más dependemos de ensayos confiables y resultados confiables y que, además, tengan aceptación internacional . “Tested once, accepted everywhere” Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 7.36-7.45 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co • 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) Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co • Acido: Es una especie que incrementa la cantidad de iones hidronio (H3O+). • Base: Es una especie que reduce la cantidad de iones hidronio (H3O+). Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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 + 3 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Escala de pH Latín “pondus hydrogenii” pH = - log aH+ Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co • 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 ). 3 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co + MR Primarios MR Secundarios Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co ↓Incertidumbre de la medición ↑Costo de la medición Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co ¿Qué es un Material de Referencia? “VIM: Material o sustancia que tiene una o varias de sus propiedades suficientemente bien establecidas” Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co ¿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 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Lotes del INM Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Gracias ! Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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. Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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.” Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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” Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co En el equilibrio: KaKb = Kw pKa + pKb = pKw pK= -log K pKa = pH=-log [H3O+] Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. Carrera 50 No 26 - 55 Int. 2 Bogotá, D.C. - Colombia Conmutador: (571) 254 22 22 E-mail: [email protected] Website: www.inm.gov.co 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 Instituto Nacional de Metrología de Colombia - Av. 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