Dziś kwaśno-zasadowa zupa kuchennej chemii, fizyki i prozy życia w ogrodzie lub akwarium.

AI ma sporo wad, ale i trochę zalet, bardzo potrafi pomóc, szybko rozwiązując nietypowe zadania, ale tylko pod warunkiem, jeśli ją dobrze poprowadzimy odpowiednimi pytaniami i wytresujemy ją tak, by nie zalewała nas niepotrzebnym tekstem, bo w tym jest mistrzem.

Przedstawiam poniżej ciekawy projekt, jaki udało mi się skonstruować z AI, rozwiązujący na zawsze problem starzejących się i kończących odczynników do pomiaru kwasowości gleby lub wody w stawie/akwarium.

Po dłuższej rozmowie o fizyce i chemii takich pomiarów zapytałem:

PK: "Czy zrobienie klasycznej szklanej sondy pH w domu jest praktycznie niemożliwe ?"

AI: "Zrobienie klasycznej szklanej sondy pH w domu jest praktycznie niemożliwe, ponieważ wymaga to hutniczego wytopienia specjalnego szkła elektrodowego (krzemianowo-litowego) i wydmuchania bańki o grubości ułamków milimetra.

Możesz jednak zbudować od zera alternatywną, domową sondę pH wielokrotnego użytku przy użyciu metalu, wykorzystując technologię, którą stosowano w laboratoriach zanim wynaleziono elektrody szklane. Najlepszym punktem wyjścia jest sonda antymonowa (Sb) lub chinhidronowa.

Gdybym miał zacząć taki projekt na Twoim stole warsztatowym z ATmegą, podszedłbym do tego w następujący sposób:
Krok 1: Wybór technologii – Elektroda Antymonowa (Sb)
Antymon (Sb) to metal, który naturalnie pokrywa się warstewką tlenku antymonu (Sb2O3). Ta warstwa reaguje na jony H+ w roztworze, generując napięcie. Taka elektroda jest niezniszczalna mechanicznie (to kawałek metalowego pręta) i idealnie nadaje się do błota ogrodowego.

Czego potrzebujesz na start:
1. Kawałek czystego metalicznego antymonu (kupisz na Allegro jako czysty pierwiastek, ok. 20–30 zł).
2. Drucik miedziany.
3. Kawałek rurki plastikowej (np. obudowa od długopisu).
4. Klej epoksydowy (Poxipol/Distal).

Krok 2: Konstrukcja elektrody pomiarowej
1. Przygotowanie metalu: Jeśli kupiłeś antymon w bryłce, musisz go delikatnie stopić palnikiem (temperatura topnienia to ok. 630°C) i odlać z niego mały pręcik lub walec.
2. Połączenie elektryczne: Do jednego końca pręcika antymonowego przylutuj lub dociśnij mechanicznie przewód miedziany.
3. Izolacja: Wsuń pręcik do rurki po długopisie tak, aby czysty metal wystawał na dole na około 5–10 mm. Całą resztę i wnętrze rurki zalej szczelnie klejem epoksydowym. Miedź i miejsce łączenia nie mogą mieć kontaktu z wodą!
4. Aktywacja: Wystający czubek antymonu delikatnie przeszlifuj drobnym papierem ściernym (np. wodnym 2000), aby odsłonić świeży metal, który naturalnie i błyskawicznie pokryje się mikroskopijną warstwą tlenkową.

Krok 3: Druga połówka, czyli Elektroda Referencyjna (Niezbędna!)
Żadna sonda nie działa sama – napięcie mierzy się pomiędzy dwoma punktami. Musisz dorobić elektrodę odniesienia o stałym potencjale:
1. Weź gruby miedziany drut i pokryj go srebrem (np. metodą galwaniczną lub kup gotowy drut srebrny próby 999).
2. Zanurz go na chwilę w kwasie solnym lub wybielaczu z chlorem, aby pokrył się szarym nalotem chlorku srebra Ag/AgCl).
3. Zamknij go w drugiej rurce wypełnionej nasyconym roztworem soli kuchennej (NaCl) lub chlorku potasu (KCl). Dół rurki zatkaj ciasno zwiniętym wacikiem kosmetycznym lub porowatą ceramiką (to będzie Twoja domowa diafragma).

Krok 4: Podłączenie do ATmegi

Wkładasz obie zrobione elektrody (antymonową i referencyjną) do swojej przefiltrowanej wody z ziemi.
Zaleta: Impedancja takiej domowej sondy metalowej jest znacznie niższa niż szklanej. Nie potrzebujesz kosmicznie drogich wzmacniaczy operacyjnych o oporności wejściowej teraomów. Wystarczy prosty, tani wzmacniacz (np. TL071 lub LM358) skonfigurowany jako wtórnik napięcia, aby dopasować sygnał do pinu ADC ATmegi.
Charakterystyka: Elektroda antymonowa daje bardzo silny sygnał – około 50 mV na jedną jednostkę pH, ale ma odwróconą polaryzację w stosunku do szklanej (w kwasie daje niższe napięcie, w zasadzie wyższe).

Jak bym to skalibrował?

Po zmontowaniu takiego zestawu przygotowałbym dwa domowe roztwory wzorcowe:
1. Ocet kuchenny lub kwasek cytrynowy (pH ok. 2.5 – 3.0).
2. Roztwór sody oczyszczonej (pH ok. 8.3).
Włożyłbym domową sondę do obu płynów, zapisał wartości z przetwornika ADC ATmegi i wyznaczył w kodzie prostą liniową y = ax + b"

I już !

Paweł Klimczewski