pH-Sensor für die Prüfung

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pH-Sensor für die Prüfung

Neuer Beitragvon Andi am Freitag 14. März 2003, 13:47

Ich bin in der 10. Klasse Realschule. Eines der Prüfungsstückein Technik, die ich mir überlegt habe, ist ein pH-Wert-Messgerät mit LCD-Display.

Mein Problem ist, ich finde dazu keinen Sensor. Der muss ja den Wert des Wassers ermitteln und sozusagen an das Display übertragen.

Gibt es so einen Sensor überhaupt? Ich hab mal im Conrad-Katalog nachgeschaut, aber da gibts so was nicht.

Danke für Antworten.

Andi :roll:
Andi
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pH Messung

Neuer Beitragvon anders am Freitag 14. März 2003, 15:25

Hallo Andi,
solche Sensoren gibts schon.
In den Labors werden meistens sog. Einstabmeßketten verwendet.
Dort ist die Referenzelektrode und die Meßelektrode zu einer Einheit zusammengebaut und wird mit einem abgeschirmten Kabel an einen außerordentlich hochohmigen Verstärker angeschlossen.
Die Meßelektrode ist dabei meist eine sog. Glaselektrode, das ist ein hauchdünnes Glaskügelchen aus einem Spezialglas, das mit einer Pufferlösung gefüllt ist, in die ein Platindraht eintaucht.
Die theoretische Spannung beträgt bei Zimmertemperatur etwa 54mV /pH.
Weil das nichts zum Selbermachen ist, sind diese Dinger recht teuer.

Du kannst aber schon etwas selbst bauen, wenn es entweder nicht so perfekt sein muß, oder wenn es ganz perfekt sein muß.

Als Referenzelektrode wird gewöhnlich das System Ag/AgCl in gesättigter KCl Lösung verwendet. Diese Lösung ist durch ein Diaphragma (Glasfritte) von der zu messenden Lösung getrennt.

Als Meßelektrode kommt für Präzisionsmessungen die NHE, das ist ein mit Wasserstoffgas umspültes platiniertes Platinblech, oder für robuste Elektroden die Antimon- oder Wismut-elektrode in Betracht.
Die beiden letzten eignen sich gut zum Selbstbauen, funtionieren allerdings nicht im alkalischen. Du mußt nur ein Stückchen Sb oder Bi auftreiben, einen Draht daran befestigen und diese Kontaktstelle ordentlich lackieren, damit wirklich nur das betreffende Halbmetall mit der Lösung in Berührung kommt.

mfg
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Neuer Beitragvon Gast am Freitag 14. März 2003, 16:24

Oje, den Text verstehe ich vielleichz zu 10 %.

Sei mal ehrlich. Ist das ganze für einen Realschüler der im Technik- und Physikuntericht die Elektronik kennengerlernt hat, wirklich realisierbar?

Was bist du von Beruf eigentlich?

Danke.

Andi :?
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Neuer Beitragvon Erfinderlein am Freitag 14. März 2003, 17:45

Hallo Andi,

Deine Abschluss-Frage ehrt Dich und meine Meinung dazu schliesst sich Deiner unterschwelligen Ahnung an. Such Dir was einfacheres.

Das Problem ist, dass man durch hochmoderne Minigeräte gern den Eindruck gewinnt, dass da nicht viel drann sein kann.

Wie wärs mit einem Frequenzzähler / Zeitmessgerät ohne Torschaltung und ohne Messpausen? Die einfachst denkbare Steuerlogik würde ich aus meinem Fundus beisteuern.

Neben einem Zähler / Zwischenspeicher / Anzeigendekoder - Block
brauchst Du eine Quarzzeitbasis 10 oder 1 MHz dekadisch runtergeteilt und dann nur noch meine "70 Pfennig" Steuerlogik.

Gruss aus Griechenland
Lothar Gutjahr bestätigt:Senneca hatte recht. Wir haben nicht zu wenig Zeit, sondern vergeuden zu viel.
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pH-Meter

Neuer Beitragvon anders am Freitag 14. März 2003, 20:56

Hallo Andi,
ich dachte Du wüßtest was der ph-Wert ist und wolltest mal zur Abwechslung dicke Bretter bohren.

Ein Gerät aus gekauften Teilen zusammenstöpseln und dann nur noch die Batterie einlegen, kann schließlich jeder. ;-)
Aber vielleicht ist das tatsächlich etwas viel auf einmal.

Leider weiß ich auch nicht, ob Dich eher der elektronische Teil, oder der elektrochemische interessiert.

Ich hab gerade mal in den aktuellen Conrad Katalog geschaut, auf Seite 856 und 857 stehen genug pH-Meßgeräte, und Ersatzelektroden. Und soooo teuer sind die auch nicht mehr.
Das billige 12 77 44-77 scheint eine Glaselektrode zu haben, aber ansonsten ist es etwas suspekt. Für vernünftige Messungen ist eine Temperaturkompensation und eine Einstellmöglichkeit für die Elektrodensteilheit erforderlich. Davon kann ich nichts erkennen.
Schau Dir mal die Spezifikationen des Meßgerätes 13 34 85-77 vom Greisinger nebst Zubehör an. Dort kannst du eine Ahnung bekommen, was Dich beim Aufbau der Elektronik erwarten würde. Einen Eingangswiderstand von 10<sup>12</sup> Ohm zu hinzuschreiben, und ihn zu realisieren, sind zwei Paar Schuhe.
Einen derart hohen Eingangswiderstand, bzw. die zugehörigen niedrigen Kriechströme in fA-Bereich brauchst Du aber, wenn Du mit der Glaselektrode messen, anstatt Wahrsagerei betreiben willst.

Aber auch das kann man schon noch selbst machen, es gibt für wenig Geld z.B. die hervorragend geeigneten Operationsverstärker LMC660 oder LMC662 von National Semiconductors.
In deren Datenblättern findest Du auch Hinweise, was Du tun mußt, um die guten Eigenschaften nicht durch Deinen Aufbau zu verderben.

Wenn Du Dich eher für den elektrochemischen Teil interessierst, z.B. warum 54mV/pH und weshalb und wie groß die Temperaturkompensation sein muß, so findest Du das in Lehrbüchern der Physikalischen Chemie. Sicher gibts mittlerweile etliches im Netz, ich hab das aber nicht verfolgt. Du müßtest das schon selbst suchen.

Die Pufferlösungen zur Kalibrierung, die Conrad anbietet, kann man auch selbstmachen.
Das muß aber nicht billiger werden, wenn man sich erst die benötigten Salze bestellen muß.
Die Rezepturen sind kein Geheimnis, man findet sie wahrscheinlich in den Katalogen der Chemikalienhersteller wie Merck, Fluka etc.
Auch die Webseiten der amerikanischen Normungsbehörde NIST sind eine gute Quelle für solche Informationen.
Frag im Bedarfsfall mal Deinen Chemielehrer. Er hat wahrscheinlich ein paar Unterlagen darüber und möglicherweise auch die benötigten Chemikalien.


Oder Du baust eine Frequenzzähler. Aber mit Vorverstärker, sonst kommt keine Freude auf.



mfg

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Neuer Beitragvon Harry am Samstag 15. März 2003, 12:16

hallo zusammen

ich habe mich auch schon mit ph-Messung beschäftigt und muss ehrlicherweise sagen, dass ich "den Bettel" hingeschmissen habe...

Konkret ging es darum, in einem Aussenwhirlpool durchdie richtige Menge Chemiezugabe (ph-Plus bzw. ph-Minus) den ph-Wert auf einem stabilen Wert (7.0...7.4) zu halten.

Ich habe relativ viel Geld investiert. Schlussendlich scheiterte es aber immer daran, dass die ph-Elektroden einfach ihre Werte dauernd ändern und die Geräte deshalb regelmässig zu kalibrieren sind. Und wenn ich das alle 2 Wochen machen muss, dann kann ich ebensogut den ph-Wert von Hand (mittels Messflüssigkeit die sich verfärbt) kontrollieren.

Aber... "Anders" kennt sich ja anscheinend ziemlich gut aus!
Hast Du nicht eine Idee, wie ich das realisieren könnte ?

Die ganze Sache müsste also nicht auf 2 Kommastellen genau sein, müsste aber mindestens etwa 6 Monate ohne Kalibrierung auskommen.

Wäre froh um einen Tip.....

Gruss Harry
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Neuer Beitragvon Andi am Samstag 15. März 2003, 12:53

Ich wollte das Messgerät für mein Aquarium verwenden. Aber wenn das so kompliziert ist mache ich das in Zukunft weiter mit Universalindikator, oder pH-Teststreifen.

Andi
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Neuer Beitragvon Erfinderlein am Samstag 15. März 2003, 19:40

Hallo,

will ich zum Abschluss auch noch eine Kleinigkeit beisteuern:

zur Frage der Kalibrierung: Habe 1960 versucht eine manuell gesteuerte Säureneutralisationsanlage zu automatisieren. Das Messgerät noch mit Röhren aber die Kalomelelektroden hatten damals das selbe Problem wie heute das Glasdiaphragma setzt sich voll und die Kalibrierung ist beim Teufel. Wir mussten alle 2 Stunden mit destilliertem Wasser reinigen und neu eichen und haben nur ein einziges mal einen 24 h Test durchgeführt und dabei ist dann in der Nacht ziemlich saures Abwasser in die Kanäle des Stahlwerkes gelaufen, was am anderen Morgen durch rotbraune Schaumberge über den Gullis signalisiert wurde. ( Damals übrigens mit Belustigung aufgenommen )
Heute bin ich im Besitz eines modernen Gerätes, was aber wegen dem hohen Vorbereitungsaufwand so gut wie nicht zum Einsatz kommt.

Gruss aus GR
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Neuer Beitragvon perl am Sonntag 16. März 2003, 00:40

...Hast Du nicht eine Idee, wie ich das realisieren könnte ?


Schaben und kratzen....

Gerade der Bereich um pH-neutral ist problematisch, weil dort Kleinlebewesen ganz hervorragend gedeihen.
Unter einer solchen Schicht von Trinkwassermischkultur herrschen definitiv andere Verhältnisse als an der Oberfläche.

Bleib halt beim Indikator. Das schont die Nerven.


mfg
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