E.A.P. INGENIERA QUMICACONTROL E INSTRUMENTACIN DE PROCESOSPRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN SENSOR DE PHEl pH es una variable de mucho inters en todas las disciplinas donde intervienen procesos biolgicos o qumicos.Formalmente el pH se define como el negativo del logaritmo de la actividad del ion hidrgeno:

Donde: es el coeficiente de actividad, concentracin de in hidrgeno en moles. L-1 y el producto es la actividad del in .En la mayora de las aplicaciones de inters la cantidad de agua que se consume o se forma durante la reaccin qumica es pequea comparada con la cantidad de agua presente, con lo cual se asume que el coeficiente de actividad es 1:

SENSORES ELECTROQUMICOS Son aquellos que utilizan dispositivos que transducen la actividad qumica del in de hidrgeno en una seal elctrica. En esta categora se destacan aquellos sensores que cuentan con Electrodos de Ion Selectivo (ISE por sus siglas en ingls): de vidrio, de membrana lquida y de metal-xido de metal. Una seccin aparte merecen los ISFET (Ion Selective Field Effect Transistor). PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE ISEsLos ISEs pueden pensarse como una celda electroqumica, donde uno de sus electrodos es la referencia y el otro se inserta en la solucin a la cual se le quiere medir el pH. Ese segundo electrodo cuenta con una membrana, que para el caso del pH, es sensible al in hidrgeno.

Como cualquier celda electroqumica, entre los electrodos se genera una diferencia de potencial segn la ecuacin de Nernst, que es lo que efectivamente se mide y que est relacionada directamente con la medida de pH de la solucin. Ecuacin de Nernst:

Donde: R es constante de los gases, T es la temperatura en K, F es la constante de Faraday que vale 96485C y E0 es una constante que agrupa una serie de potenciales. E0 depende de la temperatura.Descripcin del Electrodo de pH

Los ISE requieren calibracin y limpieza peridica. Para mantener una precisin de 0,1 unidades de pH es necesario calibrar semanalmente.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE ISFETUtilizan como principio de medida la modulacin del canal del transistor mediante la diferencia de tensin que se establece entre el analito y la puerta del dispositivo. La tensin de salida del transistor es funcin del pH de la disolucin.

Los ISFETs presentan una inestabilidad trmica que se traslada a las medidas. Generalmente es necesario que el sensor funcione a temperatura constante para lograr resultados confiables.El proceso de encapsulacin y aislamiento de los contactos elctricos es el ms crtico de la fabricacin del sensor ya que de l depende el buen aislamiento elctrico del dispositivo y su tiempo de vida.Alumno: Natividad M. J. L