Sistema de Referencia Nacional para la medición de pH

Sistema de Referencia Nacional para la medición de pH

Servicio Nacional de Metrología
SISTEMA DE REFERENCIA NACIONAL PARA LA
MEDICIÓN DE PH
Antecedentes
La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más
importantes y más usados en ciencias, se mide cotidianamente el pH de
un gran número y variedad de muestras tales como: agua potable o de
desecho, sangre, medios de cultivo, etc. El pH es un parámetro que
influye en los procesos de producción y en las características de
productos terminados y materias primas en industrias de giros tan
diversos como: farmacéutica, alimentaría, metalmecánica, agrícola y de
polímeros entre otras.
La mayoría de las mediciones se realizan mediante un potenciómetro,
también conocido como pH-metro, que incluye un electrodo de
referencia y un electrodo de vidrio que es sensible al ion de hidrógeno.
Para que la respuesta del electrodo de vidrio se mantenga constante se
debe contar con Materiales de Referencia. Estos materiales de
referencia son soluciones acuosas de sales que presentan
características amortiguadoras capaces de mantener constante el pH
del sistema. Es, por lo tanto, indispensable disponer de Materiales de
Referencia confiables y con una cadena de trazabilidad clara y válida.
una solución estándar contra un material de referencia primario
composición similar.
Trazabilidad
de
El Sistema Secundario de pH es trazable a materiales de referencia
primario internacionales y a patrones nacionales que realizan las
unidades de medida de acuerdo con el Sistema Internacional de
Unidades (SI).
El valor de pH se define operativamente en términos del método
utilizado para medirlos, por lo tanto se refiere en realidad a la fuerza
electromotriz de una celda operacional. Para expresar el valor estimado
de pH (S), de la solución estándar se aplica la ecuación.
y = pH ( S ) = pH ( P ) −
Fig.
2
-
Fig. 1 - Materiales de Referencia de pH
EJ
k´
Celda de medición Potenciométrica
Diferencial, Celda de Baucke[1]
Donde:
PATRÓN NACIONAL “SISTEMA DE REFERENCIA NACIONAL PARA
LA MEDICIÓN DE PH”
(Resolución N° 006-2012/SNM-INDECOPI publicada el 20 12-12-16)
Sistema Secundario de pH
pH(S)
pH(P)
[1]
EJ
Para muchas aplicaciones, el uso de materiales de referencia primarios
para mediciones de pH no esta justificada, debido a que el proceso para
la obtención de estos conlleva a elevados tiempos de medición y costos
en los procedimientos y estos se incrementan si se necesita incluso
diferentes lotes, analíticamente idénticos.
Por tal, es necesario considerar el uso de un método (celda) más simple
y económico para la restandarización del valor de pH en soluciones
buffer en base a materiales de referencia estándares de un alto nivel
metrológico. Esta restandarización es lograda con una celda diferencial
potenciométrica o Celda de Baucke, que consiste en dos electrodos
idénticos de Pt/H2 y es expresada de la siguiente forma:
k´
, Valor de pH a determinar de la solución
estándar
, Valor Certificado del Material de Referencia de
mayor jerarquía metrológica
Diferencial de Potencial promedio encontrado
para las dos soluciones de pH en la celda de
Baucke;
, Constante dado por la siguiente relación:
k´=
R ×T
Ln 10
F
Unidad:
pH
Alcance de medición:
pH 1,68 a pH 12,46
Incertidumbre Expandida:
de 0,003 pH a 0,005 pH
Pt, H2 / buffer S(pH) // buffer S’ (pH+∆(pH)) / Pt, H2
Referencias
Donde la solución estándar y el material de referencia primario casi
idénticas forman una unión líquida a través de un diafragma que
consiste de un disco de porosidad D4. La celda de Baucke permite la
restandarización de una solución estándar con respecto a una material
de referencia de mas alto nivel metrológico, cuyo valor de pH se
encuentra entre 3 y 11 unidades de pH, y el valor de pH entre ambas
soluciones no difiere más de ± 0,02 unidades de pH y para soluciones
estándar con valores de pH menores a 3 y mayores que 11 se requiere
que ∆(pH) < ± 0,02. El caso ideal para cualquier estándares se espera
que estas sean soluciones idénticas es decir ∆(pH) = 0.
El Sistema Secundario de pH es un sistema de medición que permite
certificar Materiales de Referencia de pH por comparación directa de
Referencia: SNM-PN-LMQ-001
[1] F.G.K. Baucke, “Differential-potentiometric cell for the
restandardization of pH reference materials”, Journal of Electroanalytical
Chemistry, 368, (1994) 67 – 75.
[2] P. Spitzer, “Traceable measurements of pH” PTB, Accred. Qual.
Assur, 6, 2001, pp. 55-60.
Para mayor información sobre los servicios del Laboratorio Nacional de
Química del Servicio Nacional de Metrología SNM de Indecopi se puede
ingresar a la página web del Indecopi www.indecopi.gob.pe, sección
“Metrología”. Además, puede escribir al correo electrónico:
metrologí[email protected]