Potenciostat: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Potenciostat je naprava, ki omogoča nadzor elektrokemičnega potenciala prevodne celice. S pravilno kodo se potenciostati lahko uporabijo tudi za merjenje toka v celici in napovedovanje koncentracije raztopine. Potenciostati se lahko razlikujejo glede na število elektrod, eno je, da ima ta navodila tri elektrode. Zgoraj je prikazana shema vezja potenciostata, ki sem ga ustvaril. Shemo sem dobil iz Journal of Chemical Education iz članka, ki ga je napisal Gabriel N. Meloni.

Korak: Zberite materiale

-lesena deska

-Arduino

-Generator funkcij

-DC napajanje

-Računalnik

-Prevodna celica

-Elektrode (uporabil sem eno cinkovo in dve bakreni)

-Žice in kabli

-5 op-ojačevalnikov (uporabljal sem LM741)

-Kondenzatorji:

~ 2 x 100 nF

~ 470nF

-Upori

~ 200Ω

~ 510Ω

~ 1 kΩ

~ 10 kΩ

~ 12 kΩ

~ 24 kΩ

(Zener dioda z LED in drugi upor 200 kΩ sta na sliki, vendar nista potrebna)

2. korak: Konstrukcija vezja Pt.1

Zdi se mi najlažje, da najprej dodam enakomeren prostor za op-ojačevalnike. Nato priključite vsak pin 7 (to bo vaš +6,5 V). Priključite vsak pin 4 (to bo vaš -6,5V). Va in Vb bosta predstavljali ti (+) in (-) napetosti, medtem ko bo zemlja še vedno ozemljena.

Korak: Konstrukcija vezja Pt. 2

Napolnite preostale kondenzatorje, upore in mostične žice. Morali boste narediti (+) rdeče vrstice na plošči -5V in (-) modro vrstico. Kable iz funkcijskega generatorja in napajalnika priključite na ploščo.

Stranska opomba: Morda boste opazili, da imam veliko uporov. To je zato, ker nimam natančnih vrednosti potrebnih uporov. Za dosego želenih uporov sem dodal več uporov.

4. korak: Vodenje celice

Ustvarite prevodno celico želene rešitve. Elektrode postavite v raztopino, pri čemer merite njihove razdalje narazen in jih vedno držite dosledne

5. korak: Arduino

Priključite vezje na vhod v pin A0 Arduina. Arduino priključite tudi na ozemljitev. Ko ste priključeni na računalnik, lahko zaženete kodo Arduino. Zgornjo kodo lahko spremenite glede na to, koliko izrazov želite povprečiti skupaj.

6. korak: Excel

Če želite, da potenciostat poroča o vrednosti koncentracije raztopine, morate najprej ustvariti kalibracijsko krivuljo. Naredite več rešitev (več jih je bolje) in zabeležite njihove tokove iz odčitka potenciostata. Naredite krivuljo v Excelu. Krivulja bo imela koncentracijo na osi x s tokom na osi y. Najverjetneje bo linija trenda logaritmična. To enačbo uporabite v zadnji do zadnji vrstici kode. Potenciostat bi moral zdaj lahko določiti koncentracijo katere koli raztopine, ki se uporablja. (Vrsta raztopine naj bo konstantna. Potenciostat ne bo deloval, če se odločite za spremembo iz NaCl v KCl.)