Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol., 2 (2), e592, doi: 10.51252/reacae.v2i2.e592
Artículo Original
Original Article
Jul-Dic, 2023
https://revistas.unsm.edu.pe/index.php/reacae
e-ISSN: 2810-8817
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Mejoramiento de la precisión en la medición del pH en
aguas de baja conductividad por la adición de electrolitos
neutros – Cajamarca, 2020
Improvement of the precision in the measurement of pH in low conductivity
waters by the addition of neutral electrolytes – Cajamarca, 2020
Pérez-Tucto, Danny Fernando1*
Ventura-Zuloeta, Yuri Lisbeth1
Vera-Zelada, Persi1
1 Universidad Privada Antonio Guillermo Urrello, Cajamarca, Perú
Recibido: 10 Mar. 2023 | Aceptado: 05 Jul. 2023 | Publicado: 20 Jul. 2023
Autor de correspondencia*: fernskard321@gmail.com
Como citar este artículo: Pérez-Tucto, D. F., Ventura-Zuloeta, Y. L. & Vera-Zelada, P. (2023). Mejoramiento de la precisión en la
medición del pH en aguas de baja conductividad por la adición de electrolitos neutros – Cajamarca, 2020. Revista Amazónica de
Ciencias Ambientales y Ecológicas, 2(2), e592. https://doi.org/10.51252/reacae.v2i2.e592
RESUMEN
La presente investigación se desarrolló con el objetivo de determinar el mejoramiento en la precisión de la
medición del pH en aguas de baja conductividad por la adición de electrolitos neutros, para ello se realizaron
ensayos con agua desionizada para un pH 3 hasta un pH 11, a partir de las soluciones estándar de HCl y NaOH a
0,1 M y posteriormente adicionando los electrolitos neutros (KCl y NaCl), midiendo así el pH, la conductividad y
el tiempo que demora en estabilizarse. El estudio tiene un enfoque cuantitativo, con un diseño correlacional-
experimental. Los resultados mostraron que el tiempo de estabilidad se mejora con la adición de los electrolitos
neutros, teniendo un tiempo de: 91s para 0 uS/cm, 52s para 50 uS/cm, 30s para 100 uS/cm y 21 s para 200
uS/cm. En conclusión, la adición de electrolitos neutros ayuda a disminuir el tiempo de estabilidad en la medición
del pH, siendo 200uS/cm la conductividad más efectiva para la medición de pH.
Palabras clave: baja conductividad; electrolitos neutros; estabilidad; pH; precisión
ABSTRACT
The present research was developed with the aim of determining the improvement in the accuracy of the pH
measurement in waters of low conductivity by the addition of neutral electrolytes, for this purpose tests were
carried out with deionized water for a pH 3 up to a pH 11, from the standard solutions of HCl and NaOH at 0.1 M
and subsequently adding the neutral electrolytes (KCl and NaCl), thus measuring the pH, conductivity and the
time it takes to stabilize. The study has a quantitative approach, with a correlational-experimental design. The
results showed that the stability time is improved with the addition of neutral electrolytes, having a time of 91s
for 0 uS/cm, 52s for 50 uS/cm, 30s for 100 uS/cm and 21 s for 200 uS/cm. In conclusion, the addition of neutral
electrolytes helps to decrease the stability time in pH measurement, with 200uS/cm being the most effective
conductivity for pH measurement. The results showed that the stability time is improved with the addition of
neutral electrolytes, having a time of 91s for 0 uS/cm, 52s for 50 uS/cm, 30s for 100 uS/cm and 21 s for 200
uS/cm. In conclusion, the addition of neutral electrolytes helps to decrease the stability time in pH measurement,
with 200uS/cm being the most effective conductivity for pH measurement.
Keywords: low conductivity; neutral electrolytes; stability; pH; precision; accuracy
Pérez-Tucto, D. F. et al
2 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
1. INTRODUCCIÓN
El conocimiento del pH, el parámetro químico que se mide con mayor frecuencia en las aguas naturales, es
un requisito previo para comprender la distribución de los oligoelementos en sus diferentes formas en las
aguas naturales (incluidas las aguas dulces, las aguas de estuarios y el agua de mar). Los estudios de aguas
naturales plantean algunos casos raros en los que el pH debe tener una mayor importancia en términos de
actividad o concentración de iones de hidrógeno (Saalidong et al., 2022).
La medición precisa del pH es fundamental para la mayoría de los estudios ambientales e hidrogeológicos.
Por lo cual, en los estudios del efecto de la deposición ácida, la medición rigurosa del pH de la lluvia, la
escorrentía superficial y el sector no saturada / aguas subterráneas, es importante implantar las fuentes
de protones y los sumideros en las múltiples vías hidrológicas (Liu et al., 2020).
La medición precisa del pH en aguas de baja conductividad es difícil, pero posible, si se siguen los
procedimientos adecuados. La calibración adecuada de electrodos con tampones no garantiza una
medición precisa del pH en aguas de baja conductividad (Villasana et al., 2022).
El pH de las aguas naturales y, en especial, las muestras de agua dulce mal tamponadas no son estables,
pero se puede modificar con el tiempo:
a) Los equilibrios iónicos en solución están sujetas a la temperatura.
b) las porciones de gases disueltos presentes cambian por reequilibrio con la atmósfera, fotosíntesis,
respiración o procesos de degradación microbiológica.
c) Se genera reacción con sólidos en suspensión que no permanecen en equilibrio químico con el agua
(Grochowska, 2020).
Para aguas naturales, se han recomendado mediciones de pH in situ. Las muestras tienen que recolectarse
en botellas de vidrio borosilicato bien lavadas y oscurecidas, las cuales deben enjuagarse antes con la
muestra y después llenarse enteramente para que una vez que se vuelva a poner el tapón, este desplace el
agua en el cuello evitando el ingreso de aire (Chen et al., 2020). Idealmente, la botella debería seguir
estando a la temperatura in situ del agua natural y el pH medido a la misma temperatura.
Una vez que esto no sea viable, la medición debería desarrollarse a otra temperatura y el pH in situ
calculado desde la dependencia de la temperatura de las constantes de seguridad de carbonatos. Se ha
demostrado que la fotosíntesis en botellas selladas cambia el pH de 7,8 a 9,3 en dos horas. El
oscurecimiento de la botella estimula la respiración, lo que cambia el pH de 7,8 a 7,3 al mismo tiempo
(Covington et al., 1985).
La medición del pH es muy importante para evaluar la calidad del agua, y no solo se usa para determinar si
el agua es ácida, básica o neutra, sino también para inferir la composición química de otras sustancias
presentes en el agua (Bouaroudj et al., 2019). El uso directo para identificar las diferentes sustancias que
se pueden encontrar en el agua, es la interpretación del diagrama de Pourbaix.
Un alto o bajo pH puede romper el balance de los químicos del agua y movilizar a los contaminantes,
causando condiciones tóxicas. Una fuente de variabilidad es la matriz del agua, es decir, las propiedades del
agua en función del número de iones disueltos (Kanoun et al., 2021). La medición fiable del pH en
soluciones acuosas diluidas y mal tamponadas es un problema. Los errores que ocurren debido a la
diferencia en la fuerza iónica, las soluciones de calibración y la muestra de prueba, son de particular interés.
Son comunes los errores de 0,2 unidades de pH y superiores (Ma et al., 2019).
Considerando que el error se debe a la baja cantidad de iones, podemos establecer que aumentando las
concentraciones de iones se podría mejorar la precisión (es decir disminuir la variabilidad) en este tipo de
aguas.
Pérez-Tucto, D. F. et al
3 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Mejorar la medición del pH mediante la reducción de la incertidumbre en una fuente es importante para
aumentar la precisión en la interpretación de los datos, algunos autores han enfatizado que los problemas
con la medición e interpretación del pH se han vuelto agudos para muestras diluidas y mal tamponadas,
como el agua de lluvia. La medición del pH en agua dulce ha recibido subjetivamente escasa atención y no
existe un procedimiento aceptado correcto para obtener datos de alta exactitud (Cakmak et al., 2021).
Hacer el análisis de variabilidad y su respectivo mejoramiento va a ser de utilidad para la sociedad técnica
y científica en relación con las mediciones de pH en aguas de baja conductividad.
Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue determinar el mejoramiento en la precisión de la medición
del pH en aguas de baja conductividad por la adición de un electrolito neutro; siendo los objetivos
específicos: determinar las correlaciones entre las variables de pH, conductividad eléctrica y tiempo de
estabilización, determinar la disminución del tiempo de estabilización en función a la conductividad
eléctrica, determinar la disminución de la desviación estándar de la medición de pH en función a la
conductividad eléctrica, y determinar la conductividad mínima necesaria para obtener la mejor precisión
en la medición del pH.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación tiene un enfoque cuantitativo, puesto que el fenómeno en estudio es medible y
observable (precisión, electrolitos neutros); además, es un proceso sistemático y ordenado. Tiene un
diseño correlacional-experimental, pues pretende determinar la relación entre los electrolitos neutros y la
precisión; y se manipulará intencionalmente la variable independiente (electrolitos neutros), para analizar
las consecuencias que tiene sobre la variable dependiente (precisión de la medición del pH).
2.1. Procedimiento
Preparación de soluciones con electrolitos neutros:
• Preparación de las soluciones de Ácido clorhídrico (HCl), Hidróxido de sodio (NaOH), Cloruro de potasio
(KCl) y Cloruro de sodio (NaCl) a una concentración de 0,1 M.
• Preparación del agua con pH 7,0 en 3 frascos de 50, 100, 200 uS/cm, con una adición de KCl; 3 frascos
de 50, 100, 200 uS/cm, con una adición de NaCl; y adicionalmente se prepara un frasco de pH 7,0 sin
adicionar alguna solución.
• Se prepara el agua desionizada, agregándole HCl para llevarlo a un pH 3,0; 4,0; 5,0 y 6,0 luego se sigue
el procedimiento anterior.
• Se prepara el agua desionizada, agregando NaOH para subir el pH a 8,0; 9,0; 10,0 y 11,0 luego seguir el
procedimiento del primer punto.
Medición de pH con adición de electrolitos: Una vez preparadas las soluciones y agregados los
electrolitos se midió el pH, realizando 2 repeticiones por frasco, tomando también el tiempo que demora
en estabilizarse.
Técnicas de análisis de datos: El estudio de datos se realizó en el programa estadístico denominado
MiniTab, aplicando la prueba de Anderson Darling para verificar la distribución de la normalidad y
finalmente se usó la prueba de Spearman para encontrar la correlación entre los datos.
3. RESULTADOS
Para el desarrollo de la investigación se realizó mediciones de pH, conductividad eléctrica y el tiempo de
estabilización del pH. Los resultados del resumen de los estadísticos descriptivos para pH y conductividad
eléctrica se muestran en las Tablas del 1 al 5.
Pérez-Tucto, D. F. et al
4 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Tabla 1.
Resumen de estadísticos descriptivos para pH
pH de
estudio
N
Media
Error
estándar de
la media
Desv. Est.
Varianza
Coef.
Var.
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Rango
3
24
2.9962
0.0231
0.1132
0.0128
3.78
2.77
2.9125
2.995
3.0775
3.19
0.42
4
24
4.0096
0.0219
0.1074
0.0115
2.68
3.81
3.9525
4.01
4.0475
4.29
0.48
5
24
4.985
0.0191
0.0935
0.0087
1.88
4.76
4.9275
4.985
5.055
5.17
0.41
6
24
6.0096
0.022
0.1076
0.0116
1.79
5.76
5.9325
5.985
6.0725
6.23
0.47
7
24
7.0108
0.0405
0.1983
0.0393
2.83
6.54
6.8975
6.99
7.075
7.53
0.99
8
24
8.0167
0.0221
0.1081
0.0117
1.35
7.77
7.9525
8.015
8.0675
8.32
0.55
9
24
8.9983
0.0224
0.1097
0.012
1.22
8.71
8.945
9.02
9.0575
9.24
0.53
10
24
9.9992
0.0262
0.1285
0.0165
1.28
9.74
9.9425
9.985
10.0575
10.33
0.59
11
24
10.986
0.0255
0.125
0.0156
1.14
10.61
10.922
10.99
11.078
11.21
0.6
Tabla 2.
Resultados estadísticos de conductividad eléctrica 0 uS/cm
Variable
pH de
estudio
N
Media
Error
estándar
de la media
Varianza
Coef.
Var.
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Rango
Conductividad
Real (uS/cm)
3
6
87.15
0.399
0.955
1.12
85.8
86.325
87.15
88.025
88.4
2.6
4
6
46.867
0.317
0.603
1.66
45.8
46.025
47.05
47.55
47.7
1.9
5
6
27.517
0.0872
0.0457
0.78
27.3
27.375
27.45
27.675
27.9
0.6
6
6
14.667
0.173
0.179
2.88
14.3
14.375
14.45
15.15
15.3
1
7
6
4.85
0.243
0.355
12.28
4.2
4.275
4.75
5.525
5.6
1.4
8
6
14.967
0.233
0.327
3.82
14.1
14.475
15
15.475
15.7
1.6
9
6
27.333
0.123
0.091
1.1
26.9
27.05
27.35
27.625
27.7
0.8
10
6
46.267
0.341
0.699
1.81
45.5
45.575
46.05
46.95
47.7
2.2
11
6
87.417
0.3
0.542
0.84
86.4
86.7
87.55
87.9
88.5
2.1
Pérez-Tucto, D. F. et al
5 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Tabla 3.
Resultados estadísticos de conductividad eléctrica 50 uS/cm
Variable
pH de
estudio
N
Media
Error
estándar
de la media
Desv. Est.
Varianza
Coef.
Var.
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Rango
Conductividad
Real (uS/cm)
3
6
137.17
0.477
1.17
1.37
0.85
136
136
137
138.25
139
3
4
6
99.2
1.44
3.54
12.51
3.57
95.9
96.2
98
103.25
104
8.1
5
6
87.25
0.128
0.315
0.099
0.36
86.9
86.9
87.25
87.6
87.6
0.7
6
6
57.567
0.219
0.535
0.287
0.93
57.1
57.175
57.35
58.05
58.5
1.4
7
6
55.933
0.323
0.792
0.627
1.42
55.1
55.25
55.8
56.8
56.8
1.7
8
6
57.917
0.135
0.331
0.11
0.57
57.4
57.625
57.95
58.225
58.3
0.9
9
6
86.517
0.133
0.325
0.106
0.38
85.9
86.35
86.6
86.725
86.8
0.9
10
6
102.67
0.667
1.63
2.67
1.59
101
101
102.5
104.25
105
4
11
6
138.83
1.35
3.31
10.97
2.39
134
136.25
138.5
142.25
143
9
Tabla 4.
Resultados estadísticos de conductividad eléctrica 100 uS/cm
Variable
pH de
estudio
N
Media
Error
estándar
de la media
Desv. Est.
Varianza
Coef.
Var.
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Rango
Conductividad
Real (uS/cm)
3
6
182.17
0.477
1.17
1.37
0.64
181
181
182
183.25
184
3
4
6
146.17
0.601
1.47
2.17
1.01
144
144.75
146.5
147.25
148
4
5
6
124
0.577
1.41
2
1.14
122
122.75
124
125.25
126
4
6
6
114.5
0.764
1.87
3.5
1.63
112
112.75
114.5
116.25
117
5
7
6
107.17
0.543
1.33
1.77
1.24
105
106.5
107
108.25
109
4
8
6
113
0.577
1.41
2
1.25
111
111.75
113
114.25
115
4
9
6
125.5
0.764
1.87
3.5
1.49
123
123.75
125.5
127.25
128
5
10
6
144.5
1.36
3.33
11.1
2.31
139
141.25
146
146.5
148
9
11
6
184.33
1.54
3.78
14.27
2.05
179
180.5
185
187.5
189
10
Pérez-Tucto, D. F. et al
6 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Tabla 5.
Resultados estadísticos de conductividad eléctrica 200 uS/cm
Variable
pH de
estudio
N
Media
Error
estándar
de la media
Desv. Est.
Varianza
Coef.
Var.
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Rango
Conductividad
Real (uS/cm)
3
6
276.5
0.619
1.52
2.3
0.55
274
275.5
276.5
278
278
4
4
6
260
1.88
4.6
21.2
1.77
254
255.5
260
264.5
266
12
5
6
225.17
0.872
2.14
4.57
0.95
223
223
225
227.25
228
5
6
6
205.67
2.54
6.22
38.67
3.02
198
198.75
206.5
211
214
16
7
6
206.5
0.764
1.87
3.5
0.91
204
204.75
206.5
208.25
209
5
8
6
209.5
1.38
3.39
11.5
1.62
206
206.75
208.5
213.25
214
8
9
6
225
0.966
2.37
5.6
1.05
222
222.75
225
227.25
228
6
10
6
258.5
0.764
1.87
3.5
0.72
256
256.75
258.5
260.25
261
5
11
6
279.17
0.792
1.94
3.77
0.7
277
277.75
278.5
281.25
282
5
Pérez-Tucto, D. F. et al
7 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
3.1. Análisis de resultados de pH
Para poder determinar que los resultados de cada pH presentan una distribución normal, se realiza la
prueba de Anderson Darling, cuyo “p” debe ser mayor o igual a 0,05.
Las pruebas individuales se encuentran en el Anexo 1; mientras que el resumen de las pruebas de Anderson
Darling se muestra en las Tablas de 1 al 6.
Tabla 6.
Resultados estadísticos de conductividad eléctrica 100 uS/cm
Prueba Anderson Darling
pH
A. cuadrado
P value
3
0,33
0,49
4
0,43
0,285
5
0,23
0,794
6
0,55
0,139
7
0,67
0,071
8
0,7
0,059
9
0,66
0,073
10
0,66
0,075
11
0,46
0,239
De acuerdo con los valores p de la prueba de Anderson Darling, se muestra que las mediciones para cada
pH tienen una distribución normal, debido a que son mayores a 0,05.
3.2. Análisis de resultados de conductividad eléctrica
Para poder determinar que los resultados de conductividad eléctrica por cada valor de pH presentan una
distribución normal, se realiza la prueba de Anderson Darling, cuyo p debe ser mayor o igual a 0,05.
El resumen de las pruebas se muestra en las Tablas del 7 al 10; las pruebas individuales se encuentran en
el Anexo 2.
Tabla 7.
Prueba de Anderson Darling - Conductividad eléctrica 0
Tabla 8.
Prueba de Anderson Darling - Conductividad eléctrica 50
Prueba Anderson Darling
pH
C.E Objetivo
A. cuadrado
P value
3
50
0,31
0,428
4
50
0,44
0,184
5
50
0,36
0,309
6
50
0,47
0,153
Prueba Anderson Darling
pH
C.E Objetivo
A. cuadrado
P value
3
0
0,2
0,788
4
0
0,29
0,482
5
0
0,38
0,27
6
0
0,62
0,056
7
0
0,31
0,443
8
0
0,13
0,954
9
0
0,16
0,903
10
0
0,33
0,369
11
0
0,24
0,615
Pérez-Tucto, D. F. et al
8 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
7
50
0,53
0,102
8
50
0,17
0,869
9
50
0,6
0,064
10
50
0,26
0,573
11
50
0,19
0,831
Tabla 9.
Prueba de Anderson Darling - Conductividad eléctrica 100
Prueba Anderson Darling
pH
C.E Objetivo
A. cuadrado
P value
3
100
0,31
0,428
4
100
0,22
0,708
5
100
0,17
0,877
6
100
0,14
0,947
7
100
0,38
0,275
8
100
0,17
0,877
9
100
0,14
0,947
10
100
0,52
0,112
11
100
0,19
0,831
Tabla 10.
Prueba de Anderson Darling - Conductividad eléctrica 200
Prueba Anderson Darling
pH
C.E Objetivo
A. cuadrado
P value
3
200
0,32
0,398
4
200
0,16
0,905
5
200
0,33
0,384
6
200
0,25
0,603
7
200
0,14
0,947
8
200
0,4
0,245
9
200
0,21
0,752
10
200
0,14
0,947
11
200
0,33
0,38
Mediante las pruebas de Anderson Darling para las mediciones de conductividad se muestra que todos los
valores de p son mayores a 0,05, por lo tanto, se infiere que los grupos de medidas cumplen con la
distribución normal.
3.3. Determinación de la correlación entre pH, conductividad eléctrica y el tiempo de estabilidad
Para el análisis de correlación se hace uso de las pruebas de Pearson y Spearman. La prueba de Pearson es
una prueba paramétrica y de Spearman es una prueba no paramétrica.
Para hacer uso de la prueba paramétrica los datos de la variable dependiente deben cumplir ciertos
requisitos, los cuales son: ser datos numéricos de intervalo o de razón, cumplir la prueba de normalidad y
la homocedasticidad. La variable continua en nuestro estudio es el “tiempo de estabilidad”, los cuales son
datos numéricos de intervalo; la prueba de normalidad y homocedasticidad los presentaremos a
continuación:
De acuerdo con la Figura 1, podemos deducir que los datos de estabilidad de medición del pH no cumplen
con la prueba de normalidad, debido a que el valor p es menor a 0,005 por lo tanto, para determinar la
correlación entre las variables del tiempo de estabilidad con la conductividad eléctrica o con el pH hacemos
uso de la prueba de correlación de Spearman.
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9 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Figura 1. Prueba de normalidad de Anderson-Darling
Según la Figura 2, se observa que la única correlación significativa del tiempo de estabilidad de medición
del pH está en función a la conductividad eléctrica, debido a que tiene un valor p menor a 0,005 y un
coeficiente de correlación de -0,966.
Figura 2. Correlación: estabilización (s); pH respuesta; CE Real (uS/cm)
De acuerdo con la metodología de ensayos para la medición de pH descrita en el “Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater”. La Association American Public health (APA, 2017) indica que el
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10 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
tiempo de estabilización debe ser de 30 segundos. Realizando un análisis descriptivo del tiempo de
estabilidad para cada conductividad la cual se muestra en la Figura 3.
De lo mostrado en la Figura 3 podemos decir que se mejora el tiempo de estabilidad a medida que aumenta
la conductividad eléctrica, requiriendo como mínimo recomendable una conductividad eléctrica de 200
uS/cm como mínimo para obtener un tiempo de estabilidad menor a 30 segundos. Ahora analizamos el
mejoramiento de la precisión de la medición del pH en función a la conductividad, la cual es mostrada en la
Figura 4.
Figura 3. Estadística descriptiva del tiempo de estabilidad de medición del pH
Figura 4. Precisión de la medición de pH para varias conductividades
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11 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Según lo mostrado en la Figura 4 podemos decir la desviación estándar disminuye a media que aumenta la
conductividad eléctrica, siendo 0,213 para una conductividad cercana a 0 uS/cm y 0,050 para una
conductividad eléctrica de 200 uS/cm.
Se planteó como problemática ¿Cuánto mejora la precisión de medición del pH en aguas de baja
conductividad por la adición electrolitos neutros? Dicha precisión determinó que mejora a medida que
aumenta la conductividad eléctrica, teniendo una desviación de 0,213 para 0 uS/cm, 0,098 para 50 uS/cm,
0,06 para 100 uS/cm y 0,050 para 200 uS/cm. Según lo indicado en el “Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater” (APA, 2017) para la medición de pH debe ser menor a 0,10; es decir
para aguas de baja conductividad eléctrica no cumple con dicha precisión, esto se mejora con el aumento
de la conductividad eléctrica que es inducida por la adición de los electrolitos.
De la misma forma podemos ver que el tiempo de estabilidad se mejora con la adición de los electrolitos,
siendo 91 s para 0 uS/cm, 52 s para 50 uS/cm, 30 s para 100 uS/cm y 21 s para 200 uS/cm. Lo indicado en
el “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater” (APA, 2017) para la medición de pH
debe ser 30 s, por lo tanto, el más efectivo sería a una conductividad mayor a 200 uS/cm.
La hipótesis planteada es que “la adición de un electrolito neutro mejora la precisión de la medición de pH
en aguas de baja conductividad y no afecta la veracidad del pH”, para lo cual se contrasta con los resultados
demostrados en la Figura 3 y 4, en la cual se observa que para una conductividad eléctrica de 0 uS/cm se
tiene una desviación estándar de 0,213 s y para una conductividad de 200 uS/cm es de 0,050 s.
Para verificar que la veracidad del pH no ha sido afectada, realizamos la prueba t para muestras pareadas
de lo cual se obtuvo que el valor p es de 0,877 la cual es mayor a 0,05, lo que indica que la variación del pH
de estudio con el pH respuesta del equipo son similares, tal como podemos verlo en la Tabla 11.
Tabla 11.
IC y Prueba T pareada: pH de estudio; pH respuesta
Muestra
N
Media
Desv. Est.
Error estándar de la
media
pH de estudio
216
7,000
2,588
0,176
pH de respuesta
216
7,001
2,589
0,176
Tabla 12.
Estimación de la diferencia pareada
Media
Desv.Est.
Error estándar
de la media
IC de 95% para la
diferencia_µ
-0,0013
0,12276
0,008
(-0,01776; 0,01517)
Nota: diferencia_µ: media de (pH de estudio - pH respuesta)
Tabla 13.
Prueba
Hipótesis nula
H₀: diferencia_μ = 0
Hipótesis alterna
H₁: diferencia_μ ≠ 0
Valor T
Valor p
-0,16
0,877
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Figura 5. Histograma de diferencias
De los resultados mostrados y de lo indicado en el párrafo anterior podemos confirmar que se acepta la
hipótesis de investigación planteada.
De ambos análisis de datos, para la precisión de medición del pH y para el tiempo de estabilidad podemos
decir que se recomienda realizar mediciones con conductividades eléctricas mayores a 200 uS/cm.
CONCLUSIONES
De acuerdo con el análisis de correlación de las medidas de pH, conductividad eléctrica y tiempo de
estabilidad, se concluye que solamente existe una correlación significativa entre el tiempo de estabilidad y
la conductividad eléctrica. El grado de correlación según la prueba de Spearman es de -0,966, es decir a
medida que aumentamos la conductividad eléctrica disminuye el tiempo de estabilización. Es decir, la
adición del electrolito neutro ayuda a disminuir el tiempo de estabilidad en la medición del pH.
Según el análisis de tiempo de estabilidad tuvimos 91 s para 0 uS/cm, 52 s para 50 uS/cm, 30 s para 100
uS/cm y 21 s para 200 uS/cm y lo que indica en el “Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater” (APA, 2017), para la medición de pH debe ser 30 s, por lo tanto, el más efectivo sería a una
conductividad mayor a 200 uS/cm.
Realizando el análisis de la diferencia del pH real con el pH objetivo con la conductividad eléctrica se
demostró que a medida que aumenta la conductividad eléctrica, disminuye la desviación estándar de las
mediciones de pH, siendo 0,213 para 0 uS/cm, 0,098 para 50 uS/cm, 0,06 para 100 uS/cm y 0,050 para 200
uS/cm. Para este caso podemos decir que para medir el pH con una precisión menor a 0,10 según la
Association American Public health (APA, 2017) es necesario una conductividad mayor a 50 uS/cm.
De las afirmaciones anteriores podemos concluir que la conductividad mínima recomendable es de 200
uS/cm para obtener buenas mediciones de pH.
Como conclusión general podemos decir que la adición de los electrolitos neutros mejora la precisión de la
medición del pH. Se recomienda realizar una investigación futura con una conductividad de 150 uS/cm
debido a que es un intermedio del cumplimiento de la estabilidad del tiempo. Asimismo, se recomienda
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realizar estudios para determinar una óptima concentración referente a la conductividad eléctrica, para
poder obtener tanto una mejor precisión como estabilización en la medición del pH.
FINANCIAMIENTO
Ninguno
CONFLICTO DE INTERESES
El artículo no presenta conflicto de intereses.
CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Pérez-Tucto, D. F., Ventura-Zuloeta, Y. L. & Vera-Zelada, P.: Conceptualización, Curación de datos, Análisis
formal, Investigación, Metodología, Administración del Proyecto, Supervisión, Visualización, Redacción -
borrador original y Redacción - revisión y edición.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
APA. (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater. American Psychological
Association. https://www.standardmethods.org/
Bouaroudj, S., Menad, A., Bounamous, A., Ali-Khodja, H., Gherib, A., Weigel, D. E., & Chenchouni, H. (2019).
Assessment of water quality at the largest dam in Algeria (Beni Haroun Dam) and effects of
irrigation on soil characteristics of agricultural lands. Chemosphere, 219, 76–88.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.11.193
Cakmak, E. K., Ugurlu, A., & Anbaroglu, B. (2021). Adopting citizen science approach for water quality
monitoring in Uzungöl, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 193(9), 604.
https://doi.org/10.1007/s10661-021-09395-2
Chen, K., Chen, H., Zhou, C., Huang, Y., Qi, X., Shen, R., Liu, F., Zuo, M., Zou, X., Wang, J., Zhang, Y., Chen, D.,
Chen, X., Deng, Y., & Ren, H. (2020). Comparative analysis of surface water quality prediction
performance and identification of key water parameters using different machine learning models
based on big data. Water Research, 171, 115454. https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2019.115454
Covington, A. K., Whalley, P. D., & Davison, W. (1985). Recommendations for the determination of ph in
low ionic strength fresh waters. Pure and Applied Chemistry, 57(6), 877–886.
https://doi.org/10.1351/PAC198557060877/MACHINEREADABLECITATION/RIS
Grochowska, J. (2020). Assessment of Water Buffer Capacity of Two Morphometrically Different,
Degraded, Urban Lakes. Water, 12(5), 1512. https://doi.org/10.3390/w12051512
Kanoun, O., Lazarević-Pašti, T., Pašti, I., Nasraoui, S., Talbi, M., Brahem, A., Adiraju, A., Sheremet, E.,
Rodriguez, R. D., Ben Ali, M., & Al-Hamry, A. (2021). A Review of Nanocomposite-Modified
Electrochemical Sensors for Water Quality Monitoring. Sensors, 21(12), 4131.
https://doi.org/10.3390/s21124131
Liu, S., Butman, D. E., & Raymond, P. A. (2020). Evaluating CO2 calculation error from organic alkalinity
and pH measurement error in low ionic strength freshwaters. Limnology and Oceanography:
Methods, 18(10), 606–622. https://doi.org/10.1002/lom3.10388
Ma, J., Shu, H., Yang, B., Byrne, R. H., & Yuan, D. (2019). Spectrophotometric determination of pH and
carbonate ion concentrations in seawater: Choices, constraints and consequences. Analytica Chimica
Acta, 1081, 18–31. https://doi.org/10.1016/j.aca.2019.06.024
Pérez-Tucto, D. F. et al
14 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Saalidong, B. M., Aram, S. A., Otu, S., & Lartey, P. O. (2022). Examining the dynamics of the relationship
between water pH and other water quality parameters in ground and surface water systems. PLOS
ONE, 17(1), e0262117. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0262117
Villasana, Y., Moradi, N., Navas‐Cárdenas, C., & Patience, G. S. (2022). Experimental methods in chemical
engineering: pH. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 100(8), 1703–1717.
https://doi.org/10.1002/cjce.24393
Pérez-Tucto, D. F. et al
15 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
ANEXOS
Anexo 1.
Pruebas individuales de Anderson Darling para pH
Pérez-Tucto, D. F. et al
16 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Anexo 2.
Pruebas individuales de Anderson Darling para Conductividad Eléctrica 0 uS/cm
Pérez-Tucto, D. F. et al
17 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Pérez-Tucto, D. F. et al
18 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Anexo 3.
Pruebas individuales de Anderson Darling para Conductividad Eléctrica 50 uS/cm
Pérez-Tucto, D. F. et al
19 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Pérez-Tucto, D. F. et al
20 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Anexo 4.
Pruebas individuales de Anderson Darling para Conductividad Eléctrica 100 uS/cm
Pérez-Tucto, D. F. et al
21 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Anexo 5.
Pruebas individuales de Anderson Darling para Conductividad Eléctrica 200 uS/cm
Pérez-Tucto, D. F. et al
22 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Pérez-Tucto, D. F. et al
23 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Anexo 6.
Pérez-Tucto, D. F. et al
24 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(2): e592; (Jul-Dic, 2023). e-ISSN: 2810-8817
Anexo 7.
Adición de los electrolitos neutros y medición del pH-conductividad