Natriumpersulfat-Sättigung optoelektrisch messen...

[Jaecko]

Moin.

Falls die Frage hier schon mal kam (evtl. sogar schon von mir?) hab ich wohl nen Fall von Foren-Alzheimer. Aber gefunden hab ich nichts.


Inwieweit wäre es denn technisch brauchbar möglich, die Sättigung und damit die Ätzfähigkeit einer Natriumpersulfat-Lösung optisch zu bestimmen?
Es soll also die blaue Fäbrung ausgenutzt werden.
Bekannt ist, dass die Lösung bei ~800nm am besten absorbiert; also im nahen Infrarot. Der Plan wäre, durch einen Teil des Ätzbeckens einen Lichtstrahl (von einer IR-LED o.ä.) durchzuschicken und dahinter wieder aufzufangen (Fotodiode-/Transistor/etc).
Die "Menge" IR-Licht, die bei frischer Lösung (farblos) ankommt, wird als 0% Sättigung festgelegt, die Menge, bei der das Ätzen schon grausam lange dauert als 100%.

Nur...
1) Wie siehts mit Wasser bei 800nm aus? Wenn das dort nicht durchlässig ist, ist die Idee für die Tonne.
2) Wie stark stört hier das Umgebungslicht? Glühbirnen senden ja einen doch nicht zu vernachlässigenden Teil im IR-Bereich aus.

mfG

[oberallgeier]

Das wäre jetzt die Standardantwort. (http://www.gidf.de/IR%20absorption%20von%20wasser) Aber es gibt noch was als Draufgabe:

Dieses Experiment (http://www.dsi.uni-stuttgart.de/bildungsprogramm/ir-experimente/Eigenschaften-Infrarot/IR-Absorption-H2O.pdf) und ein paar Tabellenwerte. (http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_eigenschaften.html#kap091)

[Jaecko]

... kaum nimmt man die richtigen Begriffe her, schon findet man was.

Aber schaut ja nicht so gut aus, d.h. es wird doch ne ganze Menge absorbiert. Und inwiefern da das Natriumpersulfat noch mitspielt...

[oberallgeier]

... kaum nimmt man die richtigen Begriffe her ...*ggg* Was glaubst Du wo mir überall Begriffe fehlen ?


... es wird doch ne ganze Menge absorbiert ...Na ja, der Transmissionsgrad (besser gesagt die Transluzenz) ist nicht so gut. Wie wärs, wenn Du Dich mal mit dem Tyndall-Effekt (http://de.wikipedia.org/wiki/Tyndall-Effekt) beschäftigst? Vielleicht bringt das was? Da könnte man Sender und Empfänger näher zueinander bringen. Allerdings würde ich an Deiner Stelle erstmal die Durchleucht-Methode testen. Vielleicht klappts ja besser als die Tabellen denken?

Viel Erfolg

[Besserwessi]

Die Menge an gelöstem Kupfer wird man optisch schon bestimmen können. Mitlerweilen gibt es ja LEDs für fast jeden Farbbereich. Wenn 800 nm nicht so gut gehen, dann halt 700 nm. Mit einer modulierten LED und einem festen Testgefäß sehe ich da kein Problem.
So schlimm ist das mit er Absorbtion von reinem Wasser ja auch nicht, die messentfernung wird ja nicht im Meterbereich sondern mehr bei ein paar cm liegen.

In der Schule hat es jedenfall ganz gut funktionier die Absorbtion von Licht durch Kupferionen zu bestimmen. Ist aber schon etwas her. Da gibt es auch eine Gesetzmäßigkeit zu, um die konzentration der Ionen zu bestimmen: Lambert - Beersches Gesetz (Schreibweise ohne Gewähr).

Die Schwierigkeit könnte sein, wenn sich durch Alterung das Persulfat teilweise zersetzt hat. Dann kann es sein, das die Lösung noch nicht so blau ist, und trotzdem nicht richtig mehr ätzt.

[Richard]

Hmmm, wenn man eine Weiße LED nimmt und auf Blau Filtert?

Gruß Richard

[Besserwessi]

Wozu erst weiß nehmen und dann Filtern. Da sind Farbige LEDs irgendwie einfacher. Die Absorbtion würde ich eher im roten Bereich messen, das blaue Licht kommt ja gerade noch durch, auch wenn viel Kupfer drin ist.

[Richard]

das blaue Licht kommt ja gerade noch durch, auch wenn viel Kupfer drin ist.

Genau das meinte ich, je stärker gesättigt/verbraucht, Um so Blauer
die Lösung. Als sllte es auch Sinn machen "Blau" Auszuwerten?
RGB Sensor oder Ähnliches mit dem die Farbsättigung bestimmt wir
ne Digikamm macht das dabei ja auch mit Farbfiltern und weißem
Licht.

Gruß Richard

[Besserwessi]

Die Kupferlösung läßt das balue Licht durch, relativ unabhängig davon wieviel Kupfer darin gelöst ist. Was sich ändert ist die Duchlässigkeit für rotes und gelbes Licht. Man muß aber auch nicht bei der Wellenlänge messen wo die absorption am stärksten ist. Man sollte sich nur nicht gerade eine Aussuchen, wo der Effekt minimal ist.

Es wird auch mit einer Weißen Lichtquelle und einem Filter gehen, aber gleich eine rote oder gelbe LED ist einfacher.
Bei den Farbkameras nimmt man meistens Filter, das stimmt schon. Wenn man aber die Lichtquelle selber kontrolliert, kann man besser mit LEDs arbeiten, da spart man sich den Farbfilter und die Wellenlänge ist oft auch besser definiert. Bei weißen LEDs muß auch aufpassen, die geben recht wenig rotes Licht ab, das meiste ist blau und gelb.

[Elexerion]

Mach doch einfach einen Test!
Stelle Dir nicht-, mittel- und hochkonzentrierte Lösung her und MESSE doch einfach mit verschiedenen Farben durch.
Richtig ist, dass Du die Komplementärfarben (bei Blau ist das Gelb, Orange und Hellgrün geht auch noch) nutzen mußt. Blau ist nicht sinnvoll.

Die ganzen theoretischen Erwägungen sind doch letztlich nur soweit zuverlässig, wie es auf dem Papier funktioniert.

Gruss
Peer

[Jaecko]

Versuche kommen schon noch *g*.
Muss nur erst mal noch einige verschiedene Fotodioden/-Transistoren sammeln.

Nur die Theorie zuvor ist halt insofern schon mal nicht schlecht um unterscheiden zu können zwischen "Könnte möglicherweise gehen" und "Technisch unmöglich".

Das ganze andere wie Fremdlichteinwirkung, evtl. Gehalt von Streukörpern (Luftbläschen) muss dann sowieso empirisch festgestellt werden.

[oberallgeier]

... ... theoretischen Erwägungen ... nur soweit zuverlässig, wie es auf dem Papier funktioniert ...Das ist natürlich Quatsch. Ohne theoretischem Hintergrund muss man ja ALLES testen.
... Richtig ist, dass Du die Komplementärfarben ... nutzen musst. Blau ist nicht sinnvoll ...Denn ich kann mir nicht vorstellen, dass diese Erkenntnis auf DEINEN experimentellen Ergebnissen beruht. Fazit: mit theoretischem Hintergrund kann ich/man mir/sich ne ganze Menge Arbeit ersparen. Da ich ein fauler Hund bin, finde ich das auch richtig gut . . . .

[Elexerion]

huch, mein Gott, ich sage ja, wie es gehen kann!
Natürlich muß man die Grundlagen erörtern...aber man kann auch bis ins letzte Dezimal weiter theoretisieren und kommt nicht zu einem vernünftigen Ergebnis. Da kann man sich vor lauter Theoriegeilheit total am Ziel vorbeiquatschen.
Und -"Robotikeinstein Oberallgeier"- ich habe nie gesagt, dass man Versuche durchführen soll, ohne sich vorher Gedanken darüber zu machen und die Grundlagen ermittelt zu haben.
Nichts anderes habe ich geschrieben. Nur ist hier der Punkt gekommen, wo es mal langsam "versucht" werden sollte.
Bitte lies meine Kommentare doch vorher durch, bevor Du so rumpolterst.
Danke!

So, und nun wieder weg von solchen nicht zielführenden Kommentaren hin zu den Fakten.

Jaecko, ich würde einfach mit einer gelben LED und einem Gelbfilter, der im gleichen Spektrum wie die Diode liegt vor dem Sensor arbeiten.
Meiner Meinung nach sollte das am besten funktionieren.

Hast Du mal versucht, die Konzentration über eine einfache ph-Wertmessung durchzuführen?
Je saurer desto ätz?

http://www.bingo-ev.de/~kh3515/phmess.html

Ich weiß jetzt nicht, ob die einfache Messung mit dem µC ohne Verstärkung funktioniert, aber sonst hängst Du halt einfach einen OPV dazwischen.

Gruss
Peer

[Richard]

zum ph wert im Aqurium Wasser gibt es farbmesstreifen, dabei
vergleicht allerdings der Mensch die Ferfärbung mit einer Farbskala
und liest dann das Ergebniss ab. Ähnlich wurde das auch zur
Blutzucker Bestimmung gemacht, allerdings gab es dort auch
Geräte welche die Verfärbung messen und anzeigen konnten.

Es sollte also durchaus möglich sein anhand der Ferfärbung zu
erkennen wie weit das Ätzmittel mit Kupfer gesättigt ist.
Möglich das ......

www.mazet.de/produkte/jencolor/sensor-ic/mcs/

..hier eine Lösung zu finden ist?

Gruß Richard

[Besserwessi]

Die Fototransistoren / Fotodioden unterscheiden nicht nicht so sehr. Insbesondere ist die Wellenlängenabhäbgigkeit kaum unterschiedlich, außer man hat eine mit IR Filter. Eine Fotodiode ist etwas linearer als ein Fototranstor, was wegen Fremdlicht schon besser wäre.

Wenn man das Licht der LED moduliert, kann man Fremdlicht sehr gut unterdrücken, und braucht auch beim Empfänger keinen Filter. Wegen der höheren Intensität ist Rot vermutlich besser als gelb.