Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Ausgewählte Lösung
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pH-Wert Überwachung mit ESP32

Sommersemester 2020
Onur Kansizoglu, Danilo Vargas,
Ignacio Garcia


Ausgewählte Lösung

Potentiometrie

Die Potentiometrie erfolgt durch eine pH Elektrode mit der Anordnung:

 Ag |AgCl |KCl(3 mol) |Lösung II ||Lösung I |3 mol KCl |AgCl |Ag

 als eine Potentialkette. Wobei Lösung I eine Flüssigkeit mit konstantem Potential (Bezugspotential) darstellt, und Lösung II die Flüssigkeit wo sich die Messelektrode befindet (Messlösung). Durch den unterschiedlichen Konzentrationsanteil von Lösung I und Lösung II  entsteht eine Potentialdifferenz. Diese Differenz ist gleichzeitig proportional zum pH-Wert. Die Messelektrode besteht aus einem speziellen pH selektiven Glas, sodass sie die Fähigkeit besitzt nur mit Wasserstoffionen zu reagieren. Bei einer Messlösung mit einem pH-Wert > 7 diffundieren mehrere Wasserstoffionen in die Quellschicht und somit erhöht sich dadurch die Spannung. Die Abhängigkeit von der Wasserstoffionen zur Spannung wird dabei mit der Nernst Gleichung beschrieben:  

E: Elektrodenpotential, E^0 = Standardpotential, R= Gaskonstante, T= Temperatur, ze= Anzahl der übertragenen Elektronen, F = Faraday-Konstante, a= Aktivität

 Die Abhängigkeit vom pH-Wert zu der Nernst Gleichung ist wie folgt:

 Bevor man überhaupt einen realistische Spannung misst, muss ebenfalls eine Zweipunktkalibrierung (pH = 9 und ph = 4) durchgeführt werden, um Messfehler zu minimieren.


  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Sommersemester 2020