El valor de pH se usa como una unidad de medida del nivel de acidez o alcalinidad de un producto. El vidrio de la membrana del sensor proporciona un potencial electroquímico dependiendo del valor de pH del producto. Este potencial se genera por la acumulación selectiva de iones H+ sobre la capa externa de la membrana. En este punto se forma como resultado una capa límite electroquímica con una diferencia de potencial eléctrico. Un sistema de referencia integrado de Ag/AgCl funciona como el electrodo de referencia requerido. La tensión medida se convierte en el valor de pH correspondiente usando la ecuación de Nernst.
Transcript Title
Cómo funciona la medición potenciométrica del pH
La medición potenciométrica de pH se basa en la detección de diferencias de potencial con electrodos especiales. Analicémoslo:
Electrodos de vidrio
En los electrodos de vidrio tradicionales, el componente clave es un bulbo de vidrio sensible al pH que se encuentra al final de un tubo de vidrio. Dentro del electrodo, hay una solución amortiguadora neutra de cloruro de potasio con pH 7 que rodea un cable de plata/cloruro de plata (la conexión eléctrica).
Un segundo de plata/cloruro de plata en otra solución de cloruro de potasio conforma el sistema de referencia en un tubo de vidrio externo. Una pequeña unión separa el sistema de referencia de la solución que se va a medir. Esta unión permite una conexión eléctrica entre el sistema y la solución, pero impide el contacto físico directo entre ambos, es decir, las dos soluciones no se mezclan.
Cuando el electrodo se sumerge en una solución, detecta la diferencia en la concentración de ion hidrógeno a través de la membrana de vidrio. Esta diferencia de concentración crea una diferencia de potencial medible que se puede convertir en una lectura de pH.
Cómo funciona el bulbo de vidrio
Imagine sumergir el sensor en una solución, por ejemplo, ácido hidroclórico diluido. Los iones de hidrógeno, más pequeños, penetran en la capa límite de la membrana de vidrio y crean una separación de carga, mientras que los iones de cloruro, más grandes, permanecen en el exterior.
Dentro del bulbo, la concentración de ion de hidrógeno es constante con pH 7. Si la concentración externa de ion de hidrógeno es mayor (soluciones ácidas), se crea una diferencia de potencial, con pH inferior a 7. En las soluciones neutras, la concentración de ion de hidrógeno es la misma a ambos lados, pH 7. En concentraciones de ion de hidrógeno menores en el exterior, el pH es superior a 7.
Sensores sin vidrio
Para los sectores que no admiten el uso de vidrio, los ISFET ofrecen una alternativa robusta. Sustituyen el bulbo de vidrio tradicional con una capa sensible al pH integrada en un transistor de semiconductor metal-óxido (MOS).
Cuando los iones positivos de hidrógeno interactúan con esta capa, crean una separación de carga, con lo que el área entre la fuente y el drenador se vuelve conductiva. El flujo de corriente está directamente relacionado con el pH de la solución. Al igual que los sensores de vidrio, para ser precisos, los ISFET también requieren un sistema de referencia estable protegido por una unión.
Precisión para cada aplicación
El principio potenciométrico de Endress+Hauser ofrece la máxima precisión en la medición de pH. Esta tecnología se utiliza en muchos sectores, ya que mejora el rendimiento del producto, disminuye los residuos y se puede implementar en aplicaciones que no admiten sensores de vidrio.
Tanto si se utilizan sensores de vidrio como ISFET, la medición potenciométrica del pH es la base del análisis de líquidos. Los conceptos científicos en los que se apoya y la tecnología que la rodea garantizan unos resultados fiables.
