Deutsch In der Chemie ist die Titration eine weitverbreitete Methode zur Konzentrationsbestimmung von Probelösungen. Dabei wird eine Flüssigkeit bekannter Konzentration zu einer Flüssigkeit unbekannter Konzentration getropft. Ein Indikator wird der Probelösung beigemischt und gibt den Endpunkt der Titration über einen Farbumschlag bekannt. Über die Menge der eingetropften Flüssigkeit kann schließlich auf die unbekannte Konzentration rückgerechnet werden. Der Hauptnachteil dieser Methode liegt im hohen zeitlichen Aufwand und in der subjektiven Farbwahrnehmung, weshalb die Messergebnisse voneinander abweichen. Ziel des Projekts ist es deshalb, eine kostengünstige und zeitsparende automatische Alternative zu herkömmlichen Titrationsvarianten zu schaffen.

Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße

English In chemistry, titration is a widely used method for determining the concentration of sample solutions. A liquid of known concentration is dropwise added to a liquid of unknown concentration. An indicator is added to the sample solution and indicates the end point of the titration via a colour change. The amount of liquid added can then be used to calculate the unknown concentration. The main disadvantage of this method is the high time expenditure and the subjective colour perception, which is why the measurement results differ. The aim of the project is therefore to create a cost-effective and time-saving automatic alternative to conventional titration methods.

Dieses Projekt wird gemeinsam mit einem Wirtschaftspartner durchgeführt:

Details

category Systemstruktur

Technische Umsetzung

Gestartet wird die Titration per Knopfdruck, woraufhin ein Stellmotor das Zuflussventil der Bürette aufdreht. Die Farbumschlagserkennung in Echtzeit erfolgt über einen RGB-Farbsensor. Bei Erreichen des Umschlagpunktes, wird das Bürettenventil mittels Stellmotor automatisch geschlossen. Während der Titration regelt ein Tropfensensor die Tropfgeschwindigkeit. Der aktuelle Betriebszustand kann von einem Display abgelesen werden.

preview Software

Farbumschlagserkennung mittels RGB-Farbsensor

Die Grundlage für die automatische Titration bildet ein Farbsensor, welcher den Farbumschlag des Indikators optisch erfasst. Um die Farbwerterfassung dem menschlichen Auge nachzuempfinden, erfolgt die Berechnung im HSV-Farbraum, welcher den Farbton anhand eines einzigen Werts speichert, der im sichtbaren Lichtspektrum liegt.

build Hardware

Öffnungs- und Schließmechanismus für das Bürettenventil

Wurde der Farbumschlag detektiert, soll ein Stellmotor das Ventil zur Regulierung der Tropfgeschwindigkeit schließen. Für die Konstanthaltung dieser wird eine Gabellichtschranke benötigt. Aus den regelmäßigen Unterbrechungen der Lichtschranke durch die Tropfen kann die Tropfgeschwindigkeit berechnet und über den Stellmotor eingestellt werden. Um präzisere Einstellungen vornehmen zu können, wird eine Übersetzung benötigt, die als Getriebe - bestehend aus zwei Zahnrädern - realisiert wird.