Potentiostaat: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Een potentiostaat is een apparaat waarmee men de elektrochemische potentiaal van een geleidende cel kan regelen. Met de juiste code kunnen potentiostaten ook worden gebruikt om de stroom door een cel te meten en de concentratie van de oplossing te voorspellen. Potentiostaten kunnen variëren in aantal elektroden, de ene is deze instructable heeft drie elektroden. Hierboven wordt het schakelschema weergegeven van de potentiostaat die ik heb gemaakt. Ik heb het schema uit de Journal of Chemical Education gehaald uit een artikel geschreven door Gabriel N. Meloni.

Stap 1: Verzamel materialen

-Broodplank

-Arduino

-Functiegenerator

-DC-voeding

-Computer

-Geleidende cel

-Elektroden (ik gebruikte één zink en twee koper)

-Draden en kabels

-5 op-amps (ik gebruikte LM741's)

-condensatoren:

~2 x 100nF

~470nF

-Weerstanden

~200Ω

~510Ω

~1kΩ

~10kΩ

~12kΩ

~24kΩ

(Zenerdiode met LED en tweede 200kΩ weerstand zijn afgebeeld maar niet nodig)

Stap 2: Circuitconstructie Pt.1

Ik vind het het gemakkelijkst om eerst de op-amps gelijkmatig toe te voegen. Sluit vervolgens elke pin 7 aan (dit wordt uw +6.5V). Sluit elke pin 4 aan (dit wordt uw -6.5V). Va en Vb vertegenwoordigen deze (+) en (-) spanningen terwijl aarde nog steeds aarde zal zijn.

Stap 3: Circuitconstructie Pt. 2

Vul de resterende condensatoren, weerstanden en jumperdraden in. U wilt de (+) rode rijen van het breadboard -5V en de (-) blauwe rij grond maken. Sluit de kabels van de functiegenerator en voeding aan op het bord.

Kanttekening: je merkt misschien dat ik veel weerstanden heb. Dit komt doordat ik niet de exacte waarden van de vereiste weerstanden heb. Ik heb meerdere weerstanden in serie toegevoegd om de gewenste weerstanden te maken.

Stap 4: Cel geleiden

Maak een geleidende cel van uw gewenste oplossing. Plaats de elektroden in de oplossing, meet hun onderlinge afstanden en houd de afstanden altijd consistent

Stap 5: Arduino

Sluit uw circuit aan op de invoer in pin A0 van de Arduino. Sluit ook je Arduino aan op aarde. Eenmaal aangesloten op de computer, kunt u de Arduino-code uitvoeren. Wijzigingen in de bovenstaande code kunnen worden aangebracht, afhankelijk van het aantal termen dat u bij elkaar wilt optellen.

Stap 6: Excel

Om de potentiostaat de waarde van de concentratie van de oplossing te laten rapporteren, moet u eerst een kalibratiecurve genereren. Maak meerdere oplossingen (hoe meer hoe beter) en noteer hun stromen uit de potentiostaataflezing. Maak de curve in Excel. De curve heeft een concentratie op de x-as met stroom op de y-as. Hoogstwaarschijnlijk zal de trendlijn logaritmisch zijn. Gebruik deze vergelijking in de voorlaatste regel code. De potentiostaat zou nu de concentratie moeten kunnen bepalen van de oplossing die werd gebruikt. (Houd het type oplossing constant. De potentiostaat zal niet werken als u besluit over te schakelen van NaCl naar KCl.)