El Ph 4b1l3v

Seguridad Industrial Química II.

Barquisimeto, Enero de 2.016 Introducción

El símbolo pH es utilizado mundialmente para hacer referencia a la fórmula del potencial de hidrógeno (H), es decir la cantidad de hidrógeno que existe en una solución. Su medición es muy común en el laboratorio porque muchos procesos químicos dependen del pH. Su uso frecuente en plantas que realizan tratamiento de aguas residuales antes de retirarla de la planta, en industrias alimentarias para las bebidas gaseosas, cervezas, yogurt, embutidos, alimentos, en la industria farmacéutica, para jarabes y medicamentos, en la industria cosmética, para controlar el nivel de pH de los productos que tendrán o con la piel, entre otros. En la actualidad, es un factor importante que en la industria controle de los niveles de pH, ya que este va actuar como un indicador de calidad.

DEFINICION El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. En 1909, el químico danés Sorensen definió el potencial hidrógeno (pH) como el logaritmo negativo de la concentración molar (mas exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno. Esto es: pH = - log [H +] Desde entonces, el término pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de su uso, evitando así el manejo de cifras largas y complejas. Por ejemplo, una concentración de [H +] = 1x10-8M (0.00000001) es simplemente un pH de 8 ya que: pH= - log[10 -8] = 8 La relación entre pH y concentración de iones H se puede ver en la siguiente tabla, en la que se incluyen valores típicos de algunas sustancias conocidas:

MEDIDA DEL PH El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-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 ión hidrógeno.

También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.

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A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH también pueden ser aún mayores que 1 o aún menores que 14. Por ejemplo el ácido de batería de automóviles tiene valores cercanos de pH menores que uno, mientras que el hidróxido de sodio 1 M varía de 13,5 a 14. Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico a 25 °C. A distintas temperaturas, el valor de pH neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del agua (Kw).

La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más usados en ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos. El pH determina muchas características notables de la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del comportamiento de células y organismos. INDICADORES DE PH: Se puede determinar un valor aproximado de manera sencilla y rápida mediante el empleo de sustancias indicadoras. Estas, son compuestos cuyo color, en disolución, cambia con la concentración de iones hidrógeno. El intervalo de pH en el que tiene lugar el cambio de color varía sensiblemente de un indicador a otro. Generalmente se trata de compuestos que son ácidos o bases orgánicos débiles, cuyo equilibrio se ve desplazado al introducirse en soluciones ácidas o básicas, cambiando así su color ; siendo los más importantes los que en la

siguiente tabla se expresan junto con el intervalo de viraje y los colores que adquieren:

Importancia del pH en aplicaciones industriales La inspección y regulación del pH es de vital importancia en la mayoría de los procesos industriales el control de los niveles de pH que presentan los productos o soluciones elaborados es un factor importante. Su medición se emplea normalmente como indicador de calidad, por lo que su regulación no puede ni debe pasar desapercibida, por ejemplo, en la Industria Alimentaria para las bebidas, gaseosas, cervezas, yogurt, embutidos, salsas, mermeladas, etc., en la industria Petroquímica para el proceso de agua residuales y el procesado del agua de las industrias de refinerías , en la Farmacéutica para jarabes y medicamentos, en la Industria Cosmética para controlar el nivel de pH de los productos que tendrán o con la piel. Importancia del pH en la industria Petrolera El proceso intensivo de la industria petroquímica está demandando cambios en la gestión medioambiental, para proteger el agua, el suelo y la atmósfera de contaminantes procedentes de las refinerías. Actualmente existen diferentes tipos de tecnologías y procesos para el agua residual y el procesado del agua de las industrias de refinerías. Las refinerías de petróleo usan relativamente grandes volúmenes de agua, especialmente en procesos de refrigeración. Los Procesos de refrigeración, de hecho, las aguas residuales de la industria petroquímica contienen generalmente productos químicos peligrosos, como los hidrocarburos, el fenol o amoniaco entre otros. Por ejemplo, en el control de calidad de derivados del petróleo es muy importante la determinación de los índices de acidez y de basicidad. Con el

índice de acidez se determinan componentes de reacción ácida como parámetros de totalización y se pueden sacar conclusiones acerca de la corrosión de piezas de instalaciones o motores. Los derivados del petróleo con altos índices de basicidad cuentan con una protección más larga contra la corrosión de los ácidos. Mediante la determinación de estos parámetros de suma también se puede detectar directamente y de forma rápida cualquier cambio en los productos durante el uso. Importancia en el Tratamiento de aguas para entrada a calderas Las calderas son un caso especial de los intercambiadores de calor, diseñadas para generar vapor saturado a partir de agua que ingresa a la misma. El agua es llevada a su punto de saturación con ayuda del calor generado al quemar combustibles pesados, bagazo, cáscara de semillas de algodón, entre otros. El vapor generado es utilizado en muchos procesos en los que se necesita calor, por ello es muy útil en todas las plantas industriales. Para el buen funcionamiento de las calderas es necesario que el agua de ingreso esté libre de impurezas, y que el valor de pH sea neutro, dado que si presentara algún tipo predominancia ácida o básica se produciría corrosión o incrustaciones (salinidad) respectivamente en el sistema agua-vapor que incluye el depósito de alimentación, caldera, y retorno de los condensadores.

Importancia del pH en la industria Farmacéutica. El efecto del pH en los medicamentos es algo de suma importancia ya que debe garantizar la liberación del principio activo, para evitar toxicidad o fallas terapéuticas. Es sin duda alguna en la Industria farmacéutica en la que se debe tener un control y conocimiento más exhaustivo del pH, por distintas razones: 1. Primeramente, para el diseño de los medicamentos es necesario saber el pH de la zona del cuerpo en que trabajará el fármaco, pues si bajo ese pH las proteínas que queremos usar se desnaturalizan el medicamento no tendrá efecto alguno. 2. En el proceso de formulación de los fármacos se usan las propiedades fisicoquímicas del pKa y el pH para elegir la fórmula óptima del medicamento 3. En los ensayos previos a la comercialización de los medicamentos se requiere un control del pH para garantizar que los resultados obtenidos sean reales y ciertos, pues un pH erróneo podría dar resultados falsos.

Conclusiones

El pH es una medida utilizada por la química para evaluar la acidez o alcalinidad de una sustancia por lo general en su estado líquido (también se puede utilizar para gases). El pH posee una escala propia que indica con exactitud un valor. Es una tabla que va del número cero al catorce, siendo de esta manera el siete el número del medio. La manera más exacta para la medición del pH, es utilizando un pHmetro. El pH es un factor muy importante en casi todos los procesos biológicos, como en la acción de enzimas; en muchos procesos químicos, como en la formación de precipitados, equilibrios químicos, y complejos.

Glosario Acido: Es un compuesto químico que cuando se disuelve en agua produce una solución, posee un ph menor que 7, es un compuesto que dona un catión hidrogeno a otro compuesto que por lo general es un base. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura y también pueden existir como sustancias puras o en solución. Acido Débil: Es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones hidrogenuro al medio, pero también es capaz de aceptarlos. Acido Fuerte: Es un ácido que se disocia casi por completo en solución acuosa para ganar electrones Más precisamente, el ácido debe ser más fuerte en solución acuosa que el ion hidronios. Base: Es cualquier sustancia que presente propiedades alcalinas, se puede decir que es cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta aniones hidróxido al medio, además las bases tienen un par de electrones no enlazantes, por lo que son bases. Base débil: Son las bases de los metales alcalinos y los alcalinotérreos. Pueden llegar a ser muy corrosivas en bajas concentraciones. Se conocen algunos ejemplos como el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio. Base fuerte: Son electrones fuertes que se ionizan completamente en soluciones acuosas, en condiciones de presión y temperatura constantes. Fundamentalmente son capaces de aceptar protones hidrogenuro. Basicidad o Alcalinidad: Es una medida por la cual se pueden neutralizar ácidos, se debe principalmente a la presencia de ciertas sales de ácidos débiles, aunque también puede contribuir la presencia de bases débiles y fuertes. Los compuestos que más contribuyen a la alcalinidad son los bicarbonatos, esto en aguas naturales. Hidrogenión: Es el nombre asignado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. Un Hidrón es el nombre de los iones hidrógeno positivos sin considerar su masa nuclear, o sea, de los iones positivos formados a partir del hidrógeno natural esto sin ser sometidos a una separación isotópica.

Hidroxilos: Es un grupo funcional que se encuentra formado por un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno, característico de los alcoholes, fenoles y ácidos carboxílicos entre otros compuestos orgánicos. Se encuentra formado por un oxígeno y un hidrógeno y su carga eléctrica es -1. Indicador Acido Base: Es una técnica muy usada que se usa por medio del análisis cuantitativo, esta nos permite conocer la concentración desconocida de una disolución de una sustancia que pueda actuar como ácido neutralizada por medio de una base de concentración conocida, o bien sea una concentración de base desconocida neutralizada por una solución de ácido conocido. pH-metro: Es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución. Este consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de protones.