Cómo funcionan los medidores de pH, y su importancia en los cultivos

Si se vuelve rosado, creo que es ácido – quizás aprendiste eso en la escuela o en algún momento de tu vida, junto con la otra parte del concepto: y si se vuelve azul, es alcalino. Medir ácidos y alcalinos (bases) con papel tornasol es una lección que todos tenemos en el colegio. Es relativamente fácil comparar tu tira de papel con los colores en un gráfico y determinar cuan ácido o alcalino es algo en lo que conocemos como escala de pH.

Pero esta forma que nos enseñaron en el colegio puede ser muy limitada según el uso que le vayamos a dar. Por ejemplo, si eres un jardinero y quieres plantar especies que viven en suelos de una cierta acidez o alcalinidad, equivocarse con las mediciones puede tener resultados muy negativos sobre nuestro objetivo. Por esto muchas personas invierten en un medidor que pueda medir el pH directamente. ¿Qué son los medidores de pH y cómo funcionan? Junto a nuestros compañeros de Eurogrow.es te damos las respuestas.

El pH (siempre se escribe la “p” en minúscula, y la “H” en mayúscula) de una sustancia es un indicativo de cuántos iones de hidrógeno se forman en un cierto volumen de agua. No existe un acuerdo exacto de lo que exactamente significa pH, pero la mayoría de las personas lo definen como “poder de hidrógeno” o “potencial de hidrógeno”.

Ahora aquí se pone un poco más confuso para quienes detestan las matemáticas. La definición correcta de pH es que es menos el logaritmo de la actividad de ion de hidrógeno en una solución (o, si así lo prefieres, el logaritmo del reciproco de la actividad de ion de hidrógeno en una solución). ¿Qué significa eso?

Es más simple de lo que suena. Veámoslo parte por parte. Supongamos que tenemos un líquido chapoteando en tu pecera y quieres saber si es seguro para los peces ángel que tienes. Tomas tu medidor de pH y lo pones en el agua (lo que en realidad es una mezcla de agua con otras cosas disueltas). Si el agua es muy ácida, habrán muchos iones de hidrógeno activos y difícilmente habrán iones de hidróxido. Si el agua es muy alcalina, pasará lo opuesto. Ahora, si tienes un dedal lleno de agua y tiene un pH de 1 (tan ácido que mataría los peces instantaneamente), habrán un millón de veces más iones de hidrógeno que los que habrían si el agua fuese neutral (ni ácida ni alcalina) con un pH de 7.

Funcionamiento de un medidor de pH

Si estas usando un papen de tornasol, nada de esto importa. La idea fundamental es que si el papal se torna a otro color en soluciones entre pH 1 y 14 y, al comparar tu papel con un gráfico de colores, puedes ver con facilidad la acidez o alcalinidad sin preocuparte cuantos iones de hidrógenos hay. Pero un medidor de pH tiene que medir la concentración de iones de hidrógeno. ¿Cómo lo hace?

Una solución ácida tiene muchos más iones de hidrógeno en ella que una alcalina, entonces tiene un potencial mayor para producir una corriente eléctrica en una situación determinada – en otras palabras, es como una batería que puede producir un mayor voltaje. Los medidores de pH toman ventaja de esto y funciona como un voltímetro: mide el voltaje (potencial eléctrico) producido por una solución cuya acidez te interesa, la compara con el voltaje de una solución ya conocida, y usa la diferencia en el voltaje (diferencial de potencia) entre ellos y deduce la diferencia en pH (fuente: https://eurogrow.es/33-medidores-de-ph ).

¿De qué está hecho?

[no_toc]Un medidor de pH típico tiene dos componentes básicos: el medidor, que puede ser un medidor de bovina móvil (uno con un indicador que se mueve contra una escala) o un medidor digital (uno con una pantalla digital), y una o dos sondas que insertas dentro de la solución que quieres testear. Para lograr que la electricidad fluya a través de algo, tienes que crear un circuito eléctrico completo; entonces, para hacer que la electricidad pase a través de la solución a testear, tienes que poner dos electrodos (terminales eléctricos) dentro de ella. Si tu medidor de pH tiene dos sondas, cada uno es un electrodo separado; si solo tienes una sonda, los dos electrodos se encuentran dentro de esta para más simplicidad o conveniencia.

Los electrodos no son como electrodos normales (simples piezas de cable de metal); cada uno es un mini conjunto químico. El electrodo que hace el trabajo más importante, que se llama electrodo de vidrio, tiene un cable eléctrico de plata suspendido en una solución de cloruro de potasio, contenido en una membrana hecha de un vidrio especial que contiene sales de metal (típicamente compuestos de sodio y calcio). El otro electrodo se llama el “electrodo de referencia” y tiene un cable de cloruro de potasio suspendido en una solución de cloruro de potasio.

¿Cómo funciona?

El cloruro de potasio que se encuentra dentro del electrodo de vidrio (que se muestra como naranja) es una solución neutral con un pH de 7, así que contiene una cierta cantidad de iones de hidrógeno (H+). Supón que la solución desconocida que estas testeando (azul) es mucho más ácida, así que contiene muchos más iones de hidrógeno. Lo que hace el electrodo de vidrio es medir la diferencia entre la solución naranja y la solución azul midiendo la diferencia en los voltajes que producen sus iones de hidrógeno. Ya que sabemos el pH de la solución naranja, podemos determinar el pH de la solución azul.

¿Cómo funciona todo? Cuando sumerges los dos electrodos dentro de la solución azul, parte de los iones de hidrógeno se mueven hacia la superficie del electrodo de vidrio y reemplaza parte de los iones de metal dentro de esta, mientras que parte de los iones de metal se mueven desde el electrodo de vidrio a la solución azul. Este proceso se conoce como intercambio de ion, y es la clave de cómo funciona un electrodo de vidrio. Este proceso también ocurre en la superficie interna del electrodo de vidrio de la solución naranja. Esto crea un grado diferente de actividad de ion de hidrógeno en las dos superficies del vidrio, lo que significa una cantidad diferente de carga eléctrica. Esta diferencia de carga significa que un voltaje diminuto aparece entre los dos lados del vidrio, lo cual produce una diferencia en el voltaje entre el electrodo de plata y el electrodo de referencia que se muestra como una medida en el medidor.

Aunque el medidor está midiendo voltaje, lo que muestra verdaderamente el señalador en la escala es una medida de pH. Mientras más grande sea la diferencia en el voltaje entre las soluciones naranja (dentro) y la azul (afuera), mayor será la diferencia en la actividad de iones de hidrógeno. Si hay más actividad de iones de hidrógeno en la solución azul, es más ácida que la solución naranja y el medidor muestra esto como un menor pH; de la misma manera, si hay menos actividad de iones de hidrógeno en la solución azul, el medidor muestra esto como un pH más alto (más alcalino).

¿Qué importancia tienen los medidores de pH en los cultivos?

Sabemos que el principio de medición de pH es conocer la alcalinidad o acidez de una sustancia, y este procedimiento es importante en diferentes ciencias como la química, bioquímica y la química de los suelos. El pH determina varias características determinantes en la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del comportamiento de células y organismos.

El pH implica aspectos importantes en el suelo o sustrato, así como en las soluciones nutritivas en varios aspectos, el más determinante es la existencia de nutrientes y su solubilidad depende en gran medida del valor de pH.