MEDIDORES DE PH - PHMETROS (PROPOSITO, OPERACION Y MANTENIMIENTO)

ANALIZADOR DE pH

El analizador de pH se utiliza para determinar la concentración de iones del gas hidrógeno [H+] en una disolución. Este equipo permite realizar mediciones de la acidez de una solución acuosa, siempre que el mismo sea utilizado de forma cuidadosa y se ajuste a procedimientos plenamente
comprobados. A los analizadores de pH se les denomina, además, pHmetros, monitores de pH o potenciómetros.

PROPÓSITO DEL EQUIPO

El analizador de pH es un instrumento de uso común en cualquier campo de la ciencia relacionado con soluciones acuosas. Se utiliza en áreas como la agricultura, el tratamiento y purificación de agua, en procesos industriales como los petroquímicos, fabricación de papel, alimentos, metalmecánica, farmacia e investigación y desarrollo, entre otros. En el laboratorio de salud, las aplicaciones del instrumento están relacionadas con el control de medios de cultivo, controlar y/o medir la alcalinidad o acidez de caldos y buffer. En equipos especializados de diagnóstico de laboratorio, se usan los mismos principios utilizando microelectrodos para medir la acidez o alcalinidad de los componentes líquidos de la sangre, en donde la sustancia más importante es el agua que contiene gran cantidad de sales y sustancias orgánicas disueltas. El pH del plasma sanguíneo es una de las características que permite evaluar y determinar el estado de salud de un paciente; su valor varía normalmente entre 7,35 y 7,45. Dicho valor está relacionado con el metabolismo del paciente, proceso en el cual ocurre multitud de reacciones que resultan inherentes al proceso vital, en las cuales se producen y eliminan ácidos y bases que, en condiciones normales, se mantienen en equilibrio. Los ácidos liberan constantemente iones [H+] que el organismo neutraliza o equilibra mediante la liberación de iones de bicarbonato [HCO3 ]. El organismo mantiene el equilibrio acido-básico a través de los riñones, órganos en los cuales se elimina cualquier exceso que se presente. –Es una de las características que varía dependiendo de factores como la edad o el estado de salud del paciente–. Se presentan a continuación los valores típicos de pH de algunos fluidos corporales.

Tabla 1: Valores de pH de algunos fluidos orgánicos.
(es) ECRI

FLUIDO VALOR DE pH
Bilis 7,8 – 8,6
Saliva 6,4 – 6,8
Orina 5,5 – 7,0
Jugo gástrico 1,5 – 1,8
Sangre 7,35 – 7,45

PRINCIPIOS DE OPERACIÓN
El analizador de pH mide la concentración de iones [H+], utilizando un electrodo sensible a los iones. En condiciones ideales dicho electrodo debería responder ante la presencia de un único tipo de ión, pero en la realidad siempre se presentan interacciones o interferencias con iones de otras clases presentes en la solución. Un electrodo de pH es generalmente un electrodo combinado, en el cual se encuentran integrados un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio, en una misma sonda. La parte inferior de la sonda termina en un bulbo redondo de vidrio delgado. El tubo interior contiene cloruro de potasio saturado (KCl), invariable y una solución 0,1 M de ácido clorhídrico (HCl). También, dentro del tubo interior, está el extremo del cátodo del electrodo de referencia. El extremo anódico se envuelve así mismo en el exterior del tubo interno y termina con el mismo tipo de electrodo de referencia como el del tubo interno. Ambos tubos, el interior y el exterior, contienen una solución de referencia, pero únicamente el tubo exterior tiene contacto con la solución del lado externo del electrodo de pH, a través de un tapón poroso que actúa como un puente salino.

Dicho dispositivo se comporta como una celda galvánica. El electrodo de referencia es el tubo interno de la sonda analizadora de pH, el cual no puede perder iones por interacción con el ambiente que lo rodea, pues como referencia debe permanecer estático –invariable– durante la realización de la medida.
El tubo exterior de la sonda contiene el medio al que se le permite mezclarse con el ambiente externo. Como resultado de lo anterior, este tubo debe ser llenado periódicamente con una solución de cloruro de potasio (KCl) para reponer la capacidad del electrodo que se inhibe por pérdida de iones y por evaporación.
El bulbo de vidrio en la parte inferior del electrodo de pH que actúa como elemento de medición está recubierto, tanto en el exterior como en el interior, con una capa de gel hidratado. Los cationes metálicos [Na+] se difunden en el gel hidratado fuera del vidrio y dentro de la solución, mientras que los iones [H+] de la solución se difunden dentro del gel hidratado. El gel hidratado es el que hace que el electrodo de pH sea un electrodo selectivo de iones. El ión [H+] no cruza a través de la membrana de vidrio del electrodo de pH, es el ión sodio [Na+] el que cruza y permite un cambio de la energía libre. Cuando un ión se difunde de una región de actividad a otra, se presenta un cambio en la energía libre y esto es lo que mide el analizador de pH. Una breve explicación de la teoría sobre la cual se basa el funcionamiento de los electrodos se incluye en el anexo ubicado al final del capítulo.

MANTENIMIENTO GENERAL DEL ANALIZADOR DE pH
Los analizadores de pH disponen de dos procedimientos generales de mantenimiento: los dirigidos al cuerpo del analizador y los dirigidos a la sonda detectora de pH (electrodos).

Procedimientos generales de mantenimiento al cuerpo del analizador de pH
Frecuencia: Cada seis meses
1. Examinar el exterior del equipo y evaluar su condición física general. Verificar la limpieza de las cubiertas y el ajuste de las mismas.
2. Probar el cable de conexión y su sistema de acoples. Comprobar que se encuentran en buenas condiciones y que están limpios.
3. Examinar los controles del equipo. Verificar que se encuentran en buen estado y que se pueden accionar sin dificultad.
4. Verificar que el metro se encuentra en buen estado. Para esta verificación el instrumento debe estar desconectado de la línea de alimentación eléctrica. Ajustar la aguja indicadora a cero (0), utilizando el tornillo de graduación que generalmente se encuentra bajo el pivote de la aguja indicadora.
Si el equipo dispone de pantalla indicadora, comprobar su funcionamiento normal.
5. Confirmar que el indicador de encendido –bombillo o diodo– opere normalmente.
6. Verificar el estado de brazo portaelectrodo. Examinar el mecanismo de montaje y fijación del electrodo, a fin de prever que el electrodo no se suelte. Comprobar que el ajuste de alturas opere correctamente.
7. Revisar las baterías –si aplica–; cambiar si es necesario.
8. Efectuar una prueba de funcionamiento midiendo el pH de una solución conocida.
9. Inspeccionar las corrientes de fuga y la conexión a tierra.

MANTENIMIENTO BÁSICO DEL ELECTRODO
Frecuencia: Cada cuatro meses
El electrodo detector requiere mantenimiento periódico de la solución conductora, para que pueda obtener lecturas precisas.
Los procesos recomendados para reponer la solución electrolítica son los siguientes:
1. Retirar el electrodo detector de la solución buffer de almacenamiento.
2. Enjuagar el electrodo detector con abundante agua destilada.
3. Retirar la cubierta superior del electrodo detector.
4. Llenar el electrodo detector con una solución saturada de cloruro de potasio (KCl).
Utilizar la jeringa o aplicador que acompaña la solución de KCl. El llenado se efectúa a través del conducto que protege la tapa superior del electrodo. Verificar que la punta de la jeringa no toque el interior del electrodo.
5. Envolver una pequeña parte de la tapa superior del electrodo para cubrir la apertura superior del mismo.
6. Usar la punta de la aguja de la jeringa para perforar el área de la tapa que cubre la abertura, a fin de permitir que exista un equilibrio de presiones entre el interior y el exterior del electrodo.
7. Enjuagar el electrodo con agua destilada.
8. Mantener el electrodo dentro de la solución buffer de almacenamiento, siempre que no esté en uso.

Limpieza del electrodo
La clase de limpieza requerida por el electrodo depende del tipo de contaminante que lo haya podido afectar. Se resumen a continuación los procedimientos más comunes.
9. Limpieza general. Remojar el electrodo de pH en una solución 0,1 M de ácido clorhídrico (HCl) o 0,1 M de HNO3, durante 20 minutos. Enjuagar con agua corriente antes de usar.
10. Remoción de depósitos y bacterias. Remojar el electrodo de pH en una disolución
1:10 de blanquedor doméstico, durante
10 minutos. Enjuagar con agua abundante antes de usar.
11. Limpieza de aceite y grasa. Enjuagar el electrodo de pH con un detergente medio o con metil alcohol. Enjuagar con agua antes de usar.
12. Limpieza de depósitos de proteínas. Remojar el electrodo de pH en pepsina al 1 % en ácido clorhídrico 0,1 M, durante 5 minutos.
Enjuagar con agua antes de usar. Después de realizar cualquier operación de limpieza, es conveniente enjuagar con agua desionizada y rellenar el electrodo de referencia antes de usar.

Otros cuidados
13. No golpear el electrodo. Dado que su estructura generalmente es de vidrio y este material es muy frágil –se rompe antes de que se deforme–, es necesario manipularlo de forma cuidadosa, evitando que sufra golpes, choques o caídas.
14. Recordar que el electrodo es un elemento de consumo y que tiene una vida útil limitada.
15. Mientras no esté en uso, mantener el electrodo dentro de la solución buffer de almacenamiento.