EQUIPOS PRINCIPALES DEL LABORATORIO DE BIOTECNOLOGIA “POTENCIÓMETRO O PHMETRO”

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL CURSO: BIOTECNOLOGIA TEMA: EQUIPOS PRINCIPALES DEL LABORATORIO DE BIOTECNOLOGIA “POTENCIÓMETRO O PHMETRO” TRABAJO REVISADO POR: Dr. Hébert Hernán Soto Gonzales Código: 2016205010 7mo Ciclo PRESENTADO POR: 2020 Denys Hernán Flores Apaza ILO-PERU

2. Potenciómetro o pHmetro Historia Svante August Arrhenius (1859-1927) En el año 1884 Arrhenius desarrollo la teoría de la existencia de los iones y de la disociación iónica. Teoría en la cual explica que: “Las sustancias al disolverse en agua o al fundirse rompen sus moléculas eléctricamente neutras liberando sus iones componentes” Max Cremer (1859-1927) El año 1906 descubrió que se desarrolla un potencial eléctrico cuando dos líquidos de diferentes niveles de pH entran en contacto en lados opuestos de una delgada Idea que posteriormente fue tomada por Fritz Haber y Zygmunt Aleksander Fritz Haber (1868-1934) y Zygmunt Aleksander Klemensiewicz (1886-1963) Mostro dificultades técnicas, incluida la gran resistencia interna de los electrodos de vidrio e impidiendo las mediciones potenciométricas a gran escala del pH. Utilizaron el principio descrito por Cremer. En el año 1909 crearon el primer electrodo de vidrio que midió la actividad del hidrógeno. Søren Peter Lauritz Sørensen (1868-1939) Sus estudios sobre acidimetría le condujeron a la introducción del símbolo pH para indicar la concentración de iones hidrógeno en las disoluciones acuosas de los electrólitos. También estudió las proteínas, las fermentaciones y la síntesis AA. En el año 1909 Peter Sørensen inventó la escala del pH. Arnold Oville Beckman (1900-2004) Arnold Beckman propuso que la corriente obtenida a través del electrodo de Haber y Klemensiewicz sea amplificada, lo que permite que se pueda medir utilizando un miliamperímetro económico su disciplina química lo llevaron a la creación de lo que hoy se conoce como pHmetro. Medidor de pH Modelo G de Beckman Instruments Inc. Primer pHmetro diseñado por Arnold Beckman en el año 1934.

3. Hanna Instruments presentó el primer medidor de PH del mundo con una función de comprobación de calibración 2003 El primer medidor de PH portátil fue lanzado por NEOTEK PONSEL 1948 WTW se convirtió en el primer fabricante de medidores de pH en obtener la certificación ISO 9001. 1993 Hannah Instruments lanzó el primer medidor portátil multiparámetro de sonda pre-amplificada 2006 Hanna Instruments se convirtió en la primera compañía en ofrecer un probador de pH con electrodo de doble función SCHOTT Instruments introdujo los primeros medidores de pH con capacidad para PC integrada: ProLab 3000 y ProLab 4000. 1997 2007 Elementos y características del pHmetro Brazo portador de electrodo Elementos del pHmetro Electrodo de referencia Botones de calibración La calibración digital se hace pulsando botones arriba y abajo hasta que la lectura coincida con el valor de la solución calibradora. Bulbo de vidrio sensible al ion de hidrogeno, el electrodo de pH tiene resistencia interna alta lo que hace que los cambios de voltaje con el pH sean difíciles de medir Es una semicelda con un potencial de electrodo conocido, no tiene ningún cambio y es independiente de la composición de la disolución del analito. Su objetivo es proporcionar agarre entre la mordaza y el electrodo, otro objetivo es que sirve como aflojamiento para deslizar el electrodo sobre la mordaza cuando es preciso alargar la columna de electrodos por desgaste. Pantalla en la cual dará el valor del pH de la solución a medir y de acuerdo al resultado se sabrá si es básico, acido o neutro. Indicador de medidas potenciales Electrodo indicador de pH Electrodo de referencia Brazo portador de electrodo Electrodo indicador de pH Indicador de medidas potenciales Botones de calibración

4. Un electrodo de referencia. Electrodo de referencia. Es una semicelda con un potencial de electrodo conocido, no tiene ningún cambio y es independiente de la composición de la disolución del analito. Debe ser resistente, fácil de montar y mantener un potencial constante al paso de pequeñas corrientes. (Skoog-West-Holler-Crouch, 2000). Electrodos indicadores metálicos Electrodos indicadores metálicos de primera especie. Estos electrodos están formados por un metal puro que se encuentra en equilibrio directo con su catión en solución. Este tipo de electrodos casi no se utilizan para determinaciones potenciométricas por que suelen ser poco selectivos y son sensibles no solo a sus propios cationes, sino también a otros cationes que son reducidos con facilidad. Soluciones de calibración. Como los electrodos de vidrio contiene la concentración de h+ relativa a sus referencias, tienen que ser calibrados periódicamente para asegurar la precisión. por eso se utilizan los conocidos buffers disoluciones reguladoras de pH que sirven para leer sustancias. Características del pHmetro • Se compone de un amplificador electrónico y un par de electrodos. • Tiene un electrodo de combinación y algún tipo de pantalla que esté calibrada en unidades de pH. • Generalmente, tiene un electrodo de vidrio y un electrodo de referencia, o un electrodo de combinación. • Los electrodos son estructuras de varilla, generalmente hechas de vidrio, con una bombilla que contiene el sensor en la parte inferior. • El electrodo de vidrio para medir el pH tiene una bombilla de vidrio que es selectiva a la concentración de iones de hidrógeno.

5. Calibración del equipo, del medidor de pH y uso del medidor. Manejo del equipo “pHmetro” Antes de calibrar y usar el equipo, se enciende y se espera aproximadamente 30 minutos para que este pueda temperarse. Una vez estabilizado la lectura, volver a presionar el botón de medición para marcar el dispositivo de acuerdo al nivel de pH de la solución. 5 1 Encender el medidor de PH Marcar el nivel de pH 6 Enjuágalo bien y sécalo con un paño sin pelusa antes de sumergirlo en otra solución. Retira el electrodo de la solución de almacenamiento y enjuágalo con agua destilada en un vaso de precipitado vacío y sécalo con paños sin pelusa 2 Enjuagar el electrodo con agua destilada Limpiar el electrodo 7 Alistar las soluciones de pH 7 (neutro), pH 9.21 (base) y pH 4 (acido). Una vez que esté sumergido en el líquido, presiona el botón de medición para comenzar a calcular el nivel de pH. 3 Preparar las soluciones calibradoras Coloca el electrodo en la solución calibradora pH 8 Una vez que la lectura se estabilice, vuelve a presionar el botón de medición para marcar el dispositivo según el nivel de pH de la solución. 4 Una vez sumergido en el líquido, presionar el botón de medición para obtención de lectura del pH Colocar el electrodo en la solución calibradora de pH 7. Vuelve a marcar el nivel de pH

6. Una vez que la lectura se estabilice, presiona nuevamente el botón de medición. Al hacerlo, verás el nivel de pH de la muestra en la pantalla del dispositivo 11 9 Puedes usar agua destilada para hacerlo. Asimismo, sécalo con un paño sin pelusas, entre cada uso Enjuagar el electrodo Marca el nivel de pH Una vez que el electrodo esté dentro de la muestra, presiona el botón de medición y permite que el dispositivo repose de 1 a 2 minutos. Enjuaga el electrodo con agua destilada y sécalo con un paño sin pelusas. Una vez que el dispositivo esté limpio y seco, puedes guardarlo 10 12 Coloca el electrodo en la muestra y empieza a tomar la medida. Encender el medidor de PH Como se logró observar se puede confirmar que la calibración de un pHmetro es un procedimiento sencillo y aparte de ello es un proceso que será importante para la buena medida de soluciones acidas, básicas o neutras de distintas soluciones

7. Funciones del equipo Mantenimiento y precauciones Leer siempre el manual de instrucciones antes de usar. No debemos olvidar que, aunque las instrucciones pueden resultar aburridas, van a responder a generalmente las preguntas que tengamos sobre el correcto uso y cuidado del medidor de pH, consiguiendo así una vida más duradera y fructífera para el nuestro. El pHmetro es un medidor de pH, siendo esta su función principal. El pH es el potencial de hidrógeno que indica los niveles de acidez o alcalinidad de una sustancia y todas poseen niveles de pH, el cual se mide en una escala del 0 al 14. Aplicaciones • Siempre asegurarnos de que el medidor de pH se ha calibrado correctamente. • Si el medidor de mano incluye una solución de almacenamiento en la tapa, guardar el medidor en posición vertical para la saturación más eficaz. • Nunca tocar un electrodo sensor o celda de referencia con los dedos: la grasa de la piel afecta a las lecturas y puede dañar permanentemente el sensor de pH. • Limpiar el electrodo con las soluciones de limpieza creadas a tales efectos. • Mover siempre el medidor de pH en el agua o la solución para eliminar burbujas de aire. • Guardar el medidor de pH en un lugar fresco y seco. • No guardarlo en agua destilada. • Introduce el medidor de pH en líquido de calibración de pH 7. • Espera un minuto aproximadamente a que se estabilice la lectura. • Ajusta el medidor con el destornillador o con los botones si tiene calibración automática en el punto exacto. • Si vas a calibrar en más puntos es recomendable enjuagar el electrodo en agua destilada o solución limpiadora de electrodos. Acidificación y alcalinización de suelos. pH de los fertilizantes disueltos en agua. Concentración de bicarbonato y ajuste del pH. Medida del pH de una disolución acuosa. Tratamiento y purificación de agua Procesos industriales como los petroquímicos, fabricación del papel, etc. Medicina e investigaciones

8. Bibliografía Metrología Química I “Calibración de un pHmetro y Control de Calidad” Marco Delgado, Manuel Vanegas y Gustavo Delgado Bartomeu, J. R. (2002). pH-metros y otros instrumentos de medida electroquímica. In J. R. Bertomeu, & A. García (Eds.), Abriendo las cajas negras. Colección de instrumentos científicos de la Universitat de València (pp. 323- 330). Valencia: La imprenta, Comunicación Gráfica SL. Electrodos para medir pH (junio 2004) Lyl M. Ciganda Monografía vinculada a la conferencia del Ing. Quim. Juan Bussi: “Biosensores para determinaciones analíticas”, del 20 de abril de 2004. Cómo calibrar y usar un medidor de pH Coescrito por Bess Ruff, MA https://es.wikihow.com/calibrar-y-usar-un- medidor-de-pH Alarcón, A. L., Importancia de la medición de pH en suelo, [En Línea]; [Fecha de acceso 29 de marzo del 2007]; URL disponible en: http://mujer.terra.es/muj/articulo/html/mu24700.htm Ciganda, L. M, Electrodos para medir pH, XIII Seminario de Ing. Biomédica; (2004) Junio, Universidad de la República Oriental de Uruguay, Facultad de Ciencias Médicas e Ingeniería, Montevideo, Uruguay