Los experimentos realizados mezclando en licuadora un cuarto de aguacate pequeño tipo hass me dieron como resultado una medición máxima de pH de 7.68.

Igualmente pude hacer experimentos agregando gotas de limón y pude, en el mismo recipiente (un vaso pequeño), alcanzar a cambiar 5 veces el nivel de pH sin desbordar el contenido. Esto es, que pude programar cinco veces los estados lógicos.

El ácido del limón es muy fuerte y con una sola gota es suficiente para generar una caía grande de pH, (de 7 a 5) mientras que la basicidad del aguacate requiere de mucha mayor cantidad para contrarrestar el ácido.

Los experimentos sugieren que el aguacate puede ser la fruta básica que había estado buscando. Voy a continuar haciendo pruebas con otra fruta menos ácida que el limón para ver que resultados se observan.

alejandro.

Al medir el pH de una solución de agua con maiz triturado en la licuadora y luego filtrado encuentro que es de 7.04. Es básico, pero sólo un poco básico. Idealmente busco una solución orgánica que supere el pH de 8.

Antes de agregar el maiz el pH del agua tomada de la llave era de 7.34, un pocó más básica que luego de agregarle el zumo de maiz, supongo por los químicos empleados en el proceso de potabilización.

De todas maneras hice pruebas agregando gotas del zumo de maiz a a la solución de agua con limón para ver en qué medida lograba neutralizar la solución. Pero no, no se da un proceso de neutralización y requiere de mucho volumen de la solución agua-maiz para cambiar el pH de agua-limón.

Así que el maiz no funcionó para el propósito esperado. No actúa como una base suficientemente capaz de neutralizar el ácido del limón.

Continúo en la búsqueda de una sustancia orgánica con pH básico, al menos superior a 8. De igual manera estoy abierto a experimentar con otra fruta para generar el estado lógico de zero que no necesita ser limón sino alguna menos ácida.

Si alguien lee este post y desea sugerir alguna alternativa puede por favor dejar un comentario.

alejandro.

Hace unos días hablando con Claudia Castro, ingeniera de alimentos, artista plástica y amiga, me sugiere que ensaye con maiz cuando le pregunto qué sustancia orgánica podría usar que actúe como una base.

Con ésto quiero también decir que he decidido ampliar la experimentación para incluir “cualquier tipo” de sustancia orgánica y no solamente frutas. Esto se debe a que al parecer no existen frutas en el espectro básico. Y como he escrito en posts anteriores, mantener el espectro en sólo frutas ácidas hace que siempre se estén agregando iones hidronio a solución (H+) y por tanto que su reversibilidad (esto es, el pasar de un cero a un uno) requiera de muchos volúmenes de la sustancia menos ácida. Al encontrar una sustancia orgánica básica estos volúmenes se reducen hasta un nivel posible para el proyecto, haciendo que la memoria pueda ser programada y reprogramada varias veces.

En el próximo post expondré los resultados de la prueba de pH con la solución de maiz.

alejandro.

Hoy con la ayuda de Felipe comenzamos a ver las posibilidades de tomar información de la sonda de pH comercial a través del osciloscopio.

Al cambiar la sonda de una solución ácida a otra con sólo agua (pH cercano a 7) se alcanza a captar un cambio de algunos milivoltios.  Sin embargo, la naturaleza de este cambio no parece coincidir con la información que suministran algunas tablas sobre el comportamiento de los electrodos de pH. Con un pH cercano a 7 (neutro) las sondas suelen entregar 0 mV y a medida que el pH disminuye arrojan aprox. 50 mv por cada disminución unitaria de pH.

Al probar con agua de la llave estamos obteniendo una onda cuadrada que oscila cercana a los 70 mV. Este oscilamiento parece ser un ruido, relacionado posiblemente con la manera como estamos tomando la medida ya que no tenemos el conector BNC adecuado para la sonda.

Vamos a realizar pruebas con una solución buffer de 7 para tener un punto de referencia más preciso.

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Estado de la elaboración casera del electrodo de pH:

Estamos aún en proceso de construir el electrodo de referencia. No hemos solucionado el tema referente al filtro de cerámica porosa que éste debe llevar en su inferior. Estamos pendientes de recibir una información que posiblemente nos de algunas luces en esta dirección.

alejandro

En el proceso surgió una idea inesperada: cambiar el pH por medio de una descarga eléctrica. En otras palabras, haciendo electrólisis.

Entonces surge esta pregunta: Al generar electrólisis en una solución ésta se hace más ácida o más básica? No cambia para nada?

Ensayamos con una pipeta a la cual habíamos agregado unas gotas de limón y por lo tanto su color había cambiado de violeta a rojo. Dejamos conectados dos electrodos con un potencial de aprox. 20 voltios (usando 3 pilas algo gastadas de 9 voltios).

A la mañana siguiente el color de la solución había cambiado: era violeta nuevamente!

Esto da a indicar entonces que la electrólisis reduce la acides? y que ocasiona que se neutralicen iones hidronio de la solución?

Vamos a continuar haciendo otras pruebas con electrólisis para tratar de dilucidar mejor su efecto en el pH.

alejandro.

Una vez obtenido y comprobado el funcionamiento del indicador con repollo morado pasamos a hacer el experimento propuesto por Felipe. La teoría es la siguiente:

El cambio de color en el indicador puede ser detectado al hacer pasar un haz de luz a través de la solución y medir la cantidad de corriente que fluye a través de una fotoresistencia ubicada al otro extremo. Cada color del indicador hará pasar unas frecuencias de luz y bloqueará otras, funcionando como un filtro.

Al hacer pruebas con LEDs de diferentes colores se observó que el haz de luz emitido por un LED de color azul casi no atraviesa la solución cuando ésta es de color rojo (pH ácido) mientras que el haz de luz atraviesa la solución casi en su totalidad cuando ésta es de color violeta (pH cercano al neutro).

alejandro.

La sustancia indicadora obtenida es de color violeta. Comprobamos su cambio de color con sustancias ácidas y básicas:

Cambio ácido
Al agregarle sólo unas pocas gotas de limón la sustancia indicadora se vuelve roja.

Cambio alcalino
Como aún no hemos encontrado una sustancia orgánica básica con la cual experimentar ensayamos con una pastilla de milanta. Al disolver sólo un poco de la pastilla en el indicador éste se vuelve verde.

alejandro.

En compañía de Lucía Tibaquicha preparamos el indicador de pH usando repollo morado.

Los pasos seguidos fueron los siguientes:

- Picar la parte exterior del repollo morado con un cuchillo.
- Colocar en un recipiente y agregar una cantidad igual de agua.
- Poner a hervir durante aproximadamente 10 minutos.
- Colar el repollo.

El procedimiento seguido puede verse también en este sitio:
http://www.cientificosaficionados.com/experimentos/medicion%20del%20ph.htm

alejandro.

ok, aquí vamos:

La primera cosa que tratamos fue la actividad que sucede en la membrana del electrodo de vidrio. Iván nos explica que la actividad que sucede es que los iones hidronio de la solución forman una película en la parte exterior de la membrana, esta es la llamada capa hidratada. Esta actividad se debe al poco peso de los iones hidronio que desplazan otros iones más pesados en el vidrio, como los iones de sodio o litio.

Esta inclusión de los iones hidronio en el vidrio en la pared exterior en contacto son la solución cuyo pH se quiere medir genera una carga eléctrica en el vidrio. De alguna manera, es esta carga eléctrica que se genera en la membrana de vidrio la que es conducida por medio del electrolito hasta el hilo de plata conductor y de ahí hasta el amplificador.

Esto nos lleva a otra aclaración que vino por parte de Felipe: lo que sucede al interior de las dos semiceldas es una diferencia de potencial, no un flujo de corriente, como anteriormente pensábamos. Siendo más extrictos sí existe un flujo de corriente, pero éste es muy pequeño ya que la diferencia de potencial entre las dos semiceldas es sólo del orden de milivoltios. Por eso esta técnica de medición se llama Potenciometría (medición de una diferencia de potencial, o sea de carga eléctrica), y no Amperimetría (medición de un flujo de corriente).

Es además por esta razón que el amplificador empleado en la medición de pH es un amplificador de alta impedancia. Eso significa que lo que se amplifica no será un flujo de corriente sino un voltaje a la entrada del amplificador (gracias Felipe!).

Otro tema tratado fue la complejidad presente en hacer reversible el proceso, algo que ya habíamos observado desde las primeras pruebas. Esta dificultad la tenemos en revertir la solución de una concentración ácida (limón) a una menos ácida (mandarina) ya que es necesario agregar mucha más cantidad de esta última sustancia. Andrés Barón nos explica que esta dificultad se debe a que estamos empleando en ambos casos sustancias ácidas y por tanto siempre estamos agregando iones hidronio a la solución. Tanto el limón como la mandarina son sustancias ácidas, ambas contienen iones hidronio sólo que en diferente concentración. El reto ahora sería el de encontrar una sustancia orgánica que neutralizara el ácido del limón pero hasta el momento todas las frutas con las que hemos experimentadas son ácidas. Existe alguna fruta que sea básica? al parecer no.

Finalmente se dejó planteado para la próxima reunión explorar el uso del repollo morado (lombardo) como indicador de pH. La idea es investigar este proceso alternativo de inferir cambios de pH a partir de cambios de color. En Madrid Andreas y Carla habían comenzado a hacer algunas pruebas en esta misma dirección.

alejandro.

Hoy estuvimos reunidos nuevamente en el cafe y se sumaron al grupo Andrés Barón, ingeniero químico y Felipe Alejandro Rincón, ingeniero electrónico.

Fueron resueltas algunas dudas con respecto a la actividad química presente en la membrana del electrodo y esclarecidos algunos conceptos sobre el funcionamiento de los amplificadores operacionales de alta impedancia empleados generalmente en las mediciones de pH.

También se hicieron evidentes posibles dificultades que pueden generarse sobre la reversibilidad de los niveles de pH al tratar de generar cambios entre dos sustancias ácidas.

Por otro lado fueron discutidas rutas alternativas de experimentación, rutas que permiten inferir el nivel de pH sin usar electrodos.

Por ahora dejo sólo estos encabezados y luego con más tiempo y menos sueño transcribo en detalle los diferentes puntos.

alejandro.