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pH

1924
  • Søren Peder Lauritz Sørensen
  • G. N. Lewis
  • IUPAC
Medición del pH en laboratorio con un medidor digital en química analítica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

pH is formally defined as the negative decimal logarithm of the hydrogen ion activity, [latex]a_{H^+}[/latex]. The formula is [latex]pH = -\log_{10}(a_{H^+})[/latex]. Activity is the effective concentration of hydrogen ions, accounting for intermolecular forces, and is dimensionless. For dilute solutions, activity is approximately equal to the molar concentration of [latex]H^+[/latex] ions, simplifying the calculation.

The modern definition of pH using hydrogen ion activity ([latex]a_{H^+}[/latex]) is a refinement of Sørensen’s original 1909 proposal, which used hydrogen ion concentration. The activity is related to concentration ([latex]c[/latex]) by the activity coefficient ([latex]\gamma_{H^+}[/latex]): [latex]a_{H^+} = \gamma_{H^+} \cdot c/c^0[/latex], where [latex]c^0[/latex] is the standard concentration (1 mol/L). In dilute solutions, [latex]\gamma_{H^+}[/latex] approaches 1, and activity approximates concentration. However, in more concentrated solutions, ionic interactions reduce the effective concentration, making the activity-based definition more accurate.

Debido a que la actividad de un solo ion no se puede medir de forma independiente, IUPAC Se ha establecido una definición operativa. Esta definición se basa en una celda de referencia estándar primaria y una serie de soluciones tampón estándar certificadas con valores de pH asignados. Una medición práctica de pH compara el potencial de un electrodo en la solución de muestra con su potencial en estas soluciones tampón estándar, calibrando así la medición con respecto a la escala establecida. Esto garantiza la consistencia y comparabilidad de los valores de pH medidos en todo el mundo.

UNESCO Nomenclature: 2201
– Química analítica

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Teoría de ácidos y bases de Arrhenius
  • Ley de acción de masas de Guldberg y Waage
  • Concepto de actividad química por GN Lewis
  • desarrollo de escalas logarítmicas
  • Escala de pH basada en la concentración inicial de Sørensen

Aplicaciones

  • monitoreo de la calidad del agua
  • análisis de suelos en la agricultura
  • diagnóstico clínico (análisis de gases en sangre)
  • producción de alimentos y bebidas
  • síntesis química
  • formulación farmacéutica

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Monitoreo del pH celular en tiempo real mediante nanosensores
  • sistemas automatizados de control de pH para biorreactores
  • Sensores de suelo inteligentes para agricultura de precisión
  • wearable sensors for monitoring sweat pH for health diagnostics
  • Sistemas de administración de fármacos sensibles al pH
  • Sistemas avanzados de monitorización de la corrosión en tuberías industriales
  • Boyas de seguimiento de la acidificación de los océanos con sondas de pH de alta precisión
  • on-chip electroforesis systems with integrated pH gradients
  • Medidores de pH autocalibrables para uso sin supervisión a largo plazo
  • Plantas de tratamiento de agua impulsadas por IA que optimizan la dosificación de productos químicos basándose en datos de pH en tiempo real
Relacionado con: pH, actividad de iones de hidrógeno, logaritmo, electroquímica, química analítica, IUPAC, concentración, solución acuosa, acidez, pOH.

Contexto histórico

PH

1920
1921
1924
1924
1925
1926
1927
1920
1921
1922
1924
1925
1926
1926
1927

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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