PH

Qué es el pH

La Real Academia Española lo recoge, en el campo de la química, como el índice que expresa el grado de acidez o alcalinidad de una disolución. En la práctica de laboratorio, el pH de una disolución acuosa se calcula como el logaritmo negativo, en base diez, de la concentración de iones hidrógeno que contiene: pH = -log [H⁺]. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) matiza esa fórmula sencilla: en sentido estricto, el pH se define a partir de la actividad del ion hidrógeno, no de su concentración bruta, porque en disoluciones con muchos iones disueltos la concentración y la actividad química no siempre coinciden.

El símbolo lo introdujo en 1909 el bioquímico danés Søren P. L. Sørensen, mientras dirigía el laboratorio químico de la fábrica de cervezas Carlsberg, en Copenhague, y necesitaba un modo manejable de expresar la acidez en sus estudios sobre fermentación enzimática. Cómo debe leerse exactamente la letra "p" de la sigla es una cuestión que sigue discutida entre los historiadores de la química; puede consultarse con más detalle en la entrada dedicada a la concentración de hidrogeniones, la magnitud física que el pH expresa de forma numérica.

La escala logarítmica: cómo se interpreta

Por ser logarítmica, la escala del pH comprime números muy dispares en un intervalo manejable. Cada unidad de diferencia equivale a un cambio de diez veces en la concentración de iones hidrógeno: una disolución de pH 4 tiene diez veces más iones hidrógeno que una de pH 5, y cien veces más que una de pH 6. El agua se disocia de forma espontánea en pequeñas cantidades de iones hidrógeno e hidróxido, y el producto de ambas concentraciones, la constante Kw, vale 10⁻¹⁴ a 25 grados. De ahí se deduce la relación complementaria pH + pOH = 14, válida a esa temperatura para disoluciones acuosas diluidas.

El rango de 0 a 14 es una convención, no un límite físico. Una disolución de ácido clorhídrico muy concentrado puede superar 1 mol por litro de iones hidrógeno y arrojar un pH negativo; una base igual de concentrada puede superar el valor 14. Son casos raros fuera del laboratorio, y muchos medidores electrónicos ni siquiera están calibrados para leerlos con precisión.

Cómo se mide el pH

Con mayor precisión que cualquier indicador de color, un pHmetro mide el pH por vía potenciométrica: compara la diferencia de potencial eléctrico entre un electrodo de vidrio, sensible a los iones hidrógeno, y un electrodo de referencia de composición conocida. El aparato traduce esa diferencia de voltaje en un valor numérico, con una resolución habitual de dos decimales.

La alternativa clásica son los indicadores: sustancias que cambian de color según la acidez del medio en el que se disuelven. El papel de litmus o papel tornasol es el más conocido, aunque también se emplean la fenolftaleína, incolora en medio ácido y rosada en medio básico, y el naranja de metilo. El papel indicador universal combina varios de estos compuestos y permite estimar el pH aproximado con un simple cambio de color, sin la precisión de un electrodo.

El pH en sustancias cotidianas

El agua químicamente pura tiene, por definición, un pH de 7 a 25 grados. En la práctica, el agua destilada expuesta al aire absorbe dióxido de carbono y forma pequeñas cantidades de ácido carbónico, por lo que su pH real suele quedar algo por debajo de 7. El zumo de limón y el vinagre son ácidos moderados, con valores que rondan entre 2 y 3; el jabón y la lejía se sitúan en el extremo alcalino, por encima de 9 y hasta cerca de 13 en los productos más concentrados. En los líquidos biológicos, el pH se mueve dentro de márgenes mucho más estrechos: el de la sangre arterial, por ejemplo, se mantiene entre 7,35 y 7,45, un equilibrio del que se ocupan con más detalle las entradas dedicadas al equilibrio ácido-base y a los sistemas tampón del organismo.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la sigla pH?

La "H" corresponde sin discusión al hidrógeno. El significado exacto de la "p" es menos seguro: la Fundación Carlsberg lo atribuye al alemán Potenz, "potencia", mientras que otros historiadores lo relacionan con el latín pondus, "peso", o incluso con una simple etiqueta matemática que Sørensen empleaba en sus ecuaciones. No existe un documento del propio Sørensen que zanje la cuestión.

¿Es lo mismo el pH que la concentración de hidrogeniones?

No exactamente. La concentración de hidrogeniones es la magnitud física, la cantidad de iones H⁺ presentes en una disolución. El pH es la forma logarítmica de expresar esa cantidad, pensada para manejar números pequeños sin exponentes negativos.

¿Por qué el agua destilada no siempre tiene pH 7?

Porque en cuanto entra en contacto con el aire, disuelve dióxido de carbono atmosférico, que reacciona con el agua y forma ácido carbónico. El resultado suele ser un pH ligeramente ácido, con frecuencia entre 5,5 y 6,5, aunque el agua siga siendo pura en el sentido de no contener otras impurezas.

¿Puede un pH ser negativo o superior a 14?

Sí, en disoluciones muy concentradas de ácidos o bases fuertes. Un ácido clorhídrico de tres moles por litro, por ejemplo, da un pH negativo. Son situaciones propias del laboratorio industrial, no de las disoluciones acuosas diluidas que se manejan habitualmente.

Referencias

1. Real Academia Española. Diccionario de la lengua española: pH
2. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): pH
3. Carlsberg. Søren P.L. Sørensen
4. LibreTexts Química (OpenStax). pH y pOH