Ph-metro digital

INTRODUCCION

El objetivo de este trabajo es el de crear un instrumento de medición, un medidor de pH, de dos dígitos decimales de precisión, mediante el aprendizaje de la teoría de funcionamiento de un sensor de pH y mediante la aplicación de los conocimientos adquiridos en las materias de Electrónica Aplicada II, Técnicas Digitales II y Medidas Electrónicas I durante el año 2008.

Seconsidera también como objetivo el reunir la mayor cantidad de información posible acerca de la construcción y funcionamiento de este tipo de instrumentos analizando diversas hojas de datos, manuales de fabricantes y hojas de especificaciones técnicas.

Nuestro interés en este proyecto se basa en la gran cantidad de aplicaciones que tiene la medición precisa de pH. Esta es útil en industrias; lácteas,bebidas, alimenticias, alimentos procesados, control de calidad, acuarios, criaderos de peces, agua, tratamiento de agua, laboratorio, fotografía, papel, galvanoplastia, agricultura, como también en Escuelas, Universidades, etc.

INTRODUCCION TEORICA

TEORIA DEL pH

La medición de pH juega un rol importante para identificar los niveles de acidez o alcalinidad en procesos industriales y deinvestigación.
El pH es la medición de la acidez o alcalinidad de una solución y puede ser representada por esta ecuación:

pH = -log [H+]

Donde [H+] representa la concentración de iones de hidrógeno en la solución. Utilizando un medidor de pH se pueden determinar valores exactos de pH de soluciones. Por ejemplo, en vez de decir que el jugo de limón es una solución bastante ácida, se puededecir que el mismo tiene un pH de 2,4. Un valor exacto de pH se puede utilizar para controlar o medir niveles de acidez en un proceso de manufactura o en investigaciones. Los valores de pH tienen un rango de 0 a 14, con el valor 7 siendo el punto neutral, o el valor del agua pura. Valores de pH por encima de 7 representan mayor alcalinidad mientras que valores por debajo de 7 representan mayoracidez.
A continuación se muestra el nivel de pH de algunas sustancias comunes:

TEORIA DE ELECTRODOS ION SELECTIVOS

Un electrodo ion-selectivo es un transductor que convierte la actividad de un ion específico disuelto en una solución a un potencial eléctrico. El voltaje depende de la actividad iónica y de la ecuación de Nernst. La parte sensible del electrodo se fabrica con una membrana queresponde a iones específicos, en conjunto con un electrodo de referencia el cual completa el circuito eléctrico de medición y provee un punto de referencia estable. Estos dos electrodos juntos forman lo que se conoce como un electrodo combinado. El resultado es un dispositivo de muy alta impedancia de salida y que brinda un potencial eléctrico directamente proporcional al pH de la solución en la quese encuentra sumergido.
En el caso del electrodo de pH, este responde a iones de hidrógeno [H+].

Dado que el potencial brindado por el electrodo es directamente proporcional al pH de la solución, se puede trazar la curva de respuesta de un electrodo, que es idealmente lineal, pero con una leve curvatura en la práctica.
Esta curva depende del fabricante y su pendiente se atenúa con elenvejecimiento del electrodo.

Otro factor que influye en la respuesta del electrodo es la temperatura. Esta variación esta descrita por la ecuación de Nernst, en donde la pendiente de la curva esta idealmente determinada por la siguiente expresión:

En donde:

“R” es la constante universal de los gases;

“Tk” es la temperatura absoluta en grados Kelvin;

“n” es la carga del ión (incluyendoel signo) que para el ión [H+] vale 1;

“F” es la constante de Faraday;

Idealmente, para una temperatura de 25ºC, la pendiente de la curva es:

En donde la pendiente de la recta crecerá para mayores valores y disminuirá para menores valores de temperatura como se observa en el siguiente ejemplo:

Tabla de error de pH / Temperatura |
| pH 2 | pH 3 | pH 4 | pH 5 | pH 6 | pH 7 | pH 8...