¿Qué es el pH en química? - Aprende sobre el índice de acidez o basicidad

El término químico 'pH' se dio a conocer en 1909 por el científico Søren Peter Lauritz Sørensen, nacido en Copenhague, Dinamarca en 1868. El danés poseía un gran talento en el área de bioquímica y esto lo llevó a realizar importantes investigaciones sobre el pH, las aminas ácidas y proteínas.

Estos aportes a la ciencia hicieron que se consolidara en la historia como uno de los científicos más importantes, pues introdujo la idea de una escala que, en la actualidad, tiene un papel clave en la química analítica y en las ciencias médicas.

Concepto y significado del pH en química

Tanto en la química orgánica como analítica, el pH es una medida que permite conocer el grado de alcalinidad o acidez que posee una sustancia o solución. Sorensen lo define como el logaritmo negativo de la concentración de ion hidrógeno, expresado mediante la siguiente fórmula:

• pH = - Log [H +].

El pH se puede medir con una escala que va desde el 0 hasta el 14. Dicha sucesión tiene un punto medio o neutro en el valor "7", el cual indica que una solución no es alcalina ni ácida.

Cuando la acidez está por debajo de 7 significa que el nivel de hidrogeniones [H +] es alto. Al contrario, al estar por arriba de 7, es alcalinidad, con la concentración de ion hidrógeno baja.

¿Qué significan las siglas pH?

Las abreviaturas “p” y “H” son por la frase POTENCIAL DE HIDRÓGENOS.  La letra “p” es por la palabra “potencial” en español, o “power” en inglés, mientras que la “H” es por la palabra “hidrógeno” o “hidrogeniones”.

¿Qué es un indicador de pH?

Son instrumentos orgánicos que permiten calcular el pH de una sustancia o solución al presentar cambios de tonalidad. Entre los más utilizados encontramos sustancias químicas que modifican el color a medida que varía el pH de una disolución.

Al ser estos indicadores ácidos débiles tienen preferencia por donar H+, pero también pueden aceptarlos presentando las distintas coloraciones características.

Cabe destacar que la tinción no indica la concentración de hidrogeniones. Sin embargo, la gran importancia de estos indicadores colorimétricos de pH radica en la información adicional que brindan:

• El tipo de sustancia con la que está en contacto.
• Permiten conocer el valor aproximado de una base o un ácido según el color adquirido.

Algunas de las sustancias más conocidas son las siguientes:

• Naranja de metilo o heliantina: Es una tintura que en los rangos 3,1 a 4,4 de pH pasa de rojo a naranja. Puede presentar dos estados, alcalina (desprotonada) o ácida (protonada). Posee diversos usos en la industria farmacéutica y petrolera, siendo utilizado como indicador desde 1878.
• Fenolftaleína: En un pH de 8 a 10, sustancias que son incoloras pasan a una coloración rosada o violeta en soluciones básicas.
• Papel tornasol: Es de los más antiguos, sin embargo en la actualidad aún se utilizan. Tiene una gran utilidad al momento de determinar el pH, siendo bastante preciso. En preparados ácidos (<5) toma una tinción roja, mientras que cuando se trata de bases (>8) el tono que adquiere es azul.
• Papel universal: Recibe esta denominación por la variedad de tinciones que brinda ante diferentes valores de pH. Estos colores son los siguientes:
  • Rosado: 0-1.
  • Azul: 13-14.
  • Otros colores: 2-13.

Este indicador también resulta muy útil al momento de conocer y clasificar el pH de los alimentos, donde la colorimetría es la siguiente:

• • Amarillo-rosa: 0 - <7, en ácidos.
  • Verde, amarillento y azul: >7, es decir, bases.
• Antocianina: Este indicador posee un uso bastante común. Se obtiene de frutos como las ciruelas, uvas y fresas, por lo tanto la coloración obtenida es similar a la de estos.
• Azul de bromotimol: Su función principal es dar a conocer pH neutros, brindando coloraciones de amarillo a azul.
• Rojo de metilo: La tinción roja es para determinar pH ácidos.

Por otro lado, entre algunos ejemplos de indicadores caseros tenemos:

• Curcumina: Una mezcla hervida de agua, col lombarda, raíces de cúrcuma y pétalos rojos de rosa.
• Jugo de col morada: Se da un cambio de violeta a rojo cuando está frente a un ácido, y de rojo a azul en el caso de las bases.
• Agua y flor de jamaica hervida.

¿Qué es el pH en los alimentos?

El pH en los alimentos alberga gran importancia, ya que tienen un papel vital en el buen funcionamiento del cuerpo. Debe existir un equilibrio en el consumo de alimentos alcalinos y ácidos para evitar alterar el organismo. Cabe destacar que también pueden crecer microorganismos a niveles mínimos, neutros o máximos en las comidas.

El pH presente en los alimentos resulta de la composición propia del mismo, aunado a otros factores como la temperatura, salinidad y forma de pasteurizar.

Las empresas productoras de alimentos deben mantener y cuidar el pH presente en sus productos. En los últimos años, los niveles de pH han sido asociados a diversas patologías del sistema digestivo, respiratorio y renal. Incluso, existen estudios que demuestran que altos niveles de acidez favorecen el desarrollo de cáncer.

Por ello, los especialistas en medicina y nutrición han optado por mejorar la alimentación en sus pacientes. Los expertos consideran que el pH apropiado en el cuerpo debe ser levemente superior a 7 para tener una vida más saludable.

De acuerdo al pH, los alimentos se pueden clasificar en dos niveles:

• Con elevada acidez: Son los que tienen un pH menor de 5, siendo algunos ejemplos:
  • Refrescos.
  • Yogures.
  • Cereales.
  • Azúcares.
  • Alcohol.
  • Agua carbonatada.
  • Bebidas energéticas.
  • Carnes con elevados niveles de grasa.
• Con baja acidez: Poseen un pH mayor de 5, como por ejemplo:
  • Huevos.
  • Semillas.
  • Legumbres.
  • Aceites.
  • Pescado.
  • Algunas carnes.
  • Gran parte de las frutas.
  • Hortalizas, a excepción del tomate.

¿Qué es el pH en el cuerpo humano?

El pH en el cuerpo es un instrumento natural que permite medir la alcalinidad o acidez del organismo y. de esta manera, verificar que el mismo esté equilibrado.

Uno de los principales tejidos donde este balance es fundamental es el sanguíneo, en el cual el valor del pH debe estar entre 7.35 y 7.45, de lo contrario podría suceder una acidosis o alcalosis.

En el organismo el pH también es importante porque favorece la supervivencia de los microorganismos que forman parte de la flora normal o microbiota.

Por otro lado, el pH es bastante sensible a variaciones, por lo que existen otros factores aparte de la alimentación que pueden modificar los niveles, como lo son:

• El estrés diario.
• La contaminación del suelo.
• La contaminación del agua.

Entre los valores de pH presentes en el cuerpo humano tenemos:

• Saliva: 7- 7.4.
• Orina: 4.5 – 8.
• Piel: 4.5 – 5.7.
• Ácido gástrico: 1,5 - 4.

Lo ideal para las personas es que su dieta sea 75 a 80% alcalina y 20 a 25 % en ácidos. Como podrás notar, destacan los alimentos más alcalinos y esto se debe a los numerosos beneficios que suponen para el cuerpo, como:

• Mejor digestión: Debido a que el consumo excesivo de alimentos ácidos está relacionado con reflujo gástrico, inflamación e indigestión.
• Prevención de problemas respiratorios: Las comidas alcalinas favorecen el transporte de oxígeno en todo el organismo.
• Evitar daños óseos: El consumo de ácidos puede causar lesiones en los cartílagos.
• Beneficios en la piel: Los alimentos alcalinos previenen la acumulación de ácidos en las capas y, por lo tanto, la aparición de lesiones.
• Protección de los riñones: Evitar pH ácidos favorece el buen funcionamiento renal. Este órgano es vital en la regulación ácido-base a través de la regulación del bicarbonato.
• Resistencia muscular: Facilitan la fuerza y flexibilidad de los músculos, permitiendo una mejor recuperación de lesiones.

En caso de que exista un desequilibrio del potencial de hidrogeniones puede haber alteraciones en el funcionamiento normal del organismo.

Esto puede provocar reacciones en sangre y variabilidad en los nutrientes cuando el cuerpo requiera devolver el equilibrio al pH, por lo que se recomienda consumir alimentos altos en vitaminas, minerales y fibra.

¿Para qué sirve el pH?

Se usa para medir el potencial de las hidrogeniones. De ahí recibe su nombre “pH”, siendo la unidad de mayor importancia para medir el nivel de acidez o álcalis en una solución.

Para ello se utiliza el pHmetro, útil para calcular el pH en:

• Aguas.
• Alimentos.
• Tierra.
• Compuestos químicos.

¿Cuáles son las características del pH?

El pH es una cualidad que posee cualquier sustancia que presente determinadas concentraciones de ion hidrógeno. De tal manera, se optó por una forma para caracterizar el pH creando un sistema para medir la acidez o alcalinidad en distintos tipos de sustancias.

Entre las principales características del pH son las siguientes:

• Mide la concentración de iones de hidrógeno, de esta manera al disminuir la concentración de hidrogeniones el pH estaría "aumentado" o "alcalino". Por el contrario. si se encuentra aumentada la concentración de estas, el pH se encuentra "disminuido" o "ácido".
• Permite medir lo alcalino o ácido de la solución: Se representan por medio de la escala de pH, siendo el "7" el punto medio o neutro. Por debajo de este estaría el entorno ácido y por encima se encuentra el ambiente alcalino.
• Tiene uso de manera relativa: El pH se enfoca en términos relativos más no absolutos, significando esto que su valoración obedece a la solución donde se utilice el grado de medición.
• Tiene enfoque en una medida de tipo logarítmica y se realiza el cálculo por medio de una escala. Esto significa que un aumento o disminución de la unidad de potencial de hidrogenión constituye un cambio de 10 veces en su concentración.

El pH representa un componente importante en química orgánica y biología, debido a la estrecha relación que tiene con las reacciones y procesos químico-biológicos. Esto se debe a que algunos compuestos solo reaccionan o se mantienen estables a ciertos niveles de potencial de hidrogenión.

¿Cómo se mide el pH en química?

El potencial de hidrogenión se calcula de distintas formas, entre algunas que podemos mencionar están:

• Trozos de papel indicadores de pH.
• Medidor electrónico del potencial de hidrogeniones.
• Cálculos establecidos en la agrupación de iones hidrógeno.

De tal forma se emplean los indicadores ácido-base para calcular el potencial de hidrogenión en una sustancia o compuesto. Estos son químicos que modifican su coloración dependiendo el carácter de la solución.

Existe también el medidor de pH o pHmetro, un instrumento eléctrico que calcula la conductividad eléctrica del compuesto, estableciéndose en la escala de valoración.

Al momento de calcular cuantitativamente el potencial de ion hidrógeno en un medio ambiente, estos indicadores cambian de color en determinadas condiciones de pH. Existen tres tipos de indicadores:

• Indicadores que modifican el color de un medio alcalino.
• Indicadores tornadizos de color en un entorno ácido.
• Indicadores universales.

También existen métodos caseros o naturales para medir el potencial de hidrogeniones y el valor aproximado de estas en el ambiente doméstico.

Un ejemplo de estos se observa en la infusión de té negro, la cual se vuelve más brillante al mezclarse con un ácido como el jugo de limón. Por el contrario, si se mezcla con bicarbonato de sodio este se oscurece.

¿Qué es la escala de pH?

Es la forma en la que se mide el nivel de acidez o alcalinidad del potencial de ion hidrógeno en una solución. Esta escala numérica mantiene cantidades absolutas iniciando en 0 hasta 14, donde el valor medio es el 7 (zona neutral).

• Los compuestos o soluciones cercanos al 0 se designan como ácidos fuertes.
• Por el contrario, cuando se encuentran próximos al 14 indican bases fuertes.

El pH ácido determina el aumento de los iones hidrógenos en la solución y el pH básico contiene mayor cantidad de iones hidroxilo.

En altas concentraciones o muy bajas el pH deja de ser logarítmico y, por ello, se utilizan valores distintos que se forman de equilibrios invariables de la disociación de bases y ácidos.

¿Cuál es la formula del pH en química?

La manera en la que se calcula el pH en la actualidad es por medio de la fórmula química de:

• pH = -Log [H+].

Esta fórmula es eficiente para dicho cálculo en el ámbito de la biología y química. Con ello podemos hacer el cálculo del pH en una solución, pues nos permite conocer:

• La concentración de hidrogeniones.
• El logaritmo de base 10 de ion hidrógeno.
• El potencial de hidrogenión, que es el negativo del valor total que se calculó en el segundo paso.

Las sustancias ácidas son conocidas por donar protones, a diferencia de las bases que se encargan de aceptar protones.

Otro término usado en química que tiene relación al pH es el pOH o potencial de hidroxilos. Se usa en la medición de la alcalinidad de una disolución, indicando la agrupación de iones hidroxilos utilizando la siguiente fórmula:

• POH = - Log [OH-].

El pH mantiene una relación con el pOH expresado en la fórmula química:

• pH + pOH = 14.