PH: La belleza del equilibrio
En el complejo y completo mundo de la química, hay pocas unidades de medida tan transversales como el pH. La simple escala que lo mide puede revelar secretos bien guardados o dar una indicación de que es necesario reaccionar ante un posible problema. Porque hay mucho más de lo que nos dice la pequeña franja que va del rojo al azul.
La medición
El pH, acrónimo de Potencial de Hidrógeno (es decir, la presencia de iones o cationes positivos), es el índice que indica la acidez, alcalinidad o neutralidad de cualquier solución líquida en la que el disolvente sea agua, que es lo mismo que decir «acuosa». La escala que lo mide varía entre 0 y 14, siendo el punto neutro 7. Si el valor del pH es igual a 7, la solución es neutra; si es inferior a 7, es ácida; si es superior a este valor, es básica o alcalina.
Sin embargo, el simple hecho de aumentar o disminuir una unidad en la escala no significa que la solución sea solo una vez más alcalina o ácida. El pH se mide según una escala logarítmica, es decir, la disminución o el aumento de una unidad siempre se multiplica por diez para cada unidad. Por ejemplo, un pH de 5 es diez veces más ácido que un pH de 6 y cien veces más ácido que un pH de 7.
En cuanto a los métodos de medición, aunque en un contexto industrial se utilizan con frecuencia dispositivos altamente sofisticados que proporcionan lecturas electrónicas, la forma más común es el uso de indicadores ácido-base, es decir, sustancias que cambian de color para indicar el resultado.
Entre las más utilizadas está la fenolftaleína, que es incolora cuando se añade a un medio ácido y rosa en un medio alcalino, y luego basta con comparar la tonalidad con una escala de diferentes colores para obtener el resultado; otro es el papel tornasol (una mezcla de varios pigmentos orgánicos extraídos de los líquenes), que se vuelve rojo en presencia de ácidos y azul en presencia de bases.
También es posible obtener valores de pH a partir de elementos naturales. La aparición espontánea de especies vegetales en el suelo es un buen indicador de su acidez o alcalinidad, ya que estas mismas especies solo se desarrollan bajo ciertas condiciones. Otro buen ejemplo que nos trae la botánica es el de la hortensia, que cuando tiene una flor azul indica un suelo ácido, y cuando es rosa indica un suelo alcalino.
¿Agua? No, cerveza
La creación de la escala de pH se produjo en la segunda mitad del siglo XIX, una época en la que el estudio de la química florecía y se establecieron muchos conceptos fisicoquímicos.
Como en muchos descubrimientos científicos, ni siquiera en este caso se comprobó lo que parecía obvio, y no fue a través del agua, en estado puro, que apareció la primera necesidad de medir el pH.
El padre del descubrimiento fue el bioquímico danés Soren Sorensen, entonces director del laboratorio de una marca de cerveza en ese país escandinavo. Al concluir que sería relevante controlar la cantidad de iones de hidrógeno en la cerveza, ya que esto tendría efectos en el producto final, creó la notación del pH y la escala correspondiente. La «p» proviene del alemán «potenz» o del francés «puissance» (el origen no es consensuado entre la comunidad científica), mientras que la «H» significa iones de hidrógeno (H+).
De la agricultura al cuerpo humano
El conocimiento de los valores del pH es un aliado importante en varios sectores de actividad, como la agricultura, la agronomía, la acuicultura, la biología, la ingeniería (alimentaria, ambiental, civil, forestal, química, de materiales), la medicina y otros.
En la agricultura, la acidez o alcalinidad del suelo es un factor determinante para el éxito de los cultivos, ya que cada especie requiere un pH adecuado para su desarrollo. Por ejemplo, el maíz requiere un pH de 5.5 a 7.5, mientras que el arroz se desempeña mejor en suelos con un pH entre 5.0 y 6.5. Conociendo el nivel de acidez del suelo y las necesidades de los diferentes cultivos, es posible corregir el pH añadiendo sustancias químicas.
Otras áreas en las que es crucial mantener un nivel de pH adecuado es la sangre humana. Su permanencia dentro de un rango determinado (entre 6,9 y 7,8) es fundamental para la salud celular. Si se superan estos valores (más o menos), es posible que tenga problemas de salud graves o incluso que corra el riesgo de morir.
El pH de la sangre se considera ligeramente alcalino, ya que su índice normal está entre 7,35 y 7,45. Su entrada en un nivel inferior provoca lo que se denomina acidosis, mientras que un nivel más alto de alcalinidad indica alcalosis.
Un faro para el planeta
Ya sea que la salud, los organismos más diversos o las actividades humanas más diversas dependan de la consistencia del pH, esto también demuestra ser un factor determinante para el planeta Tierra en su conjunto. Debido a la estrecha relación entre los distintos ecosistemas, una desviación significativa en el equilibrio del pH en uno de los «pilares» del planeta puede generar una reacción en cadena y, en última instancia, determinar la existencia de la vida.
Es el caso de los océanos, cuyos cambios de pH observados constituyen un indicador muy relevante del impacto del cambio climático. Según los datos publicados por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos, el dióxido de carbono en la atmósfera aumentó alrededor de un 40% entre los niveles preindustriales y principios del siglo XXI, diez veces más de lo que ocurrió en la Tierra en millones de años. Cuando el CO2 se disuelve en el agua, provoca varias reacciones químicas que se traducen en una mayor acidez. El efecto se ve reforzado por la precipitación de la llamada «lluvia ácida», cuyo pH suele oscilar entre 4,2 y 4,4.
Como resultado, revela ese organismo norteamericano, antes de la Revolución Industrial, el pH promedio de los océanos era de aproximadamente 8.2, pero actualmente es de 8.1. Puede que no parezca significativo, pero en realidad, debido a la escala logarítmica de medición, significa que la acidez del océano es hoy, en promedio, aproximadamente un 25% más alta que en la época preindustrial. Se trata de un aumento nunca antes observado, ya que hay registros del pasado geológico del planeta, que revelan que la acidez de los océanos es mayor que en cualquier otro momento de los últimos dos millones de años.
Sin embargo, este cambio tiende a aumentar. También según la EPA, la disminución podría alcanzar hasta 0,4 unidades cerca de finales de siglo, lo que representaría un agua hasta un 120% más ácida. Esto tendría un impacto sin precedentes en los ecosistemas marinos y en los miles de millones de personas que dependen del océano para su supervivencia.
La aparente simplicidad de la escala creada por Sorensen revela la belleza del equilibrio, pero también puede reflejar realidades abrumadoras. Porque del rojo al azul puede haber una gran diferencia.
