Potentiostat - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Ein Potentiostat ist ein Gerät, mit dem man das elektrochemische Potential einer leitenden Zelle kontrollieren kann. Mit dem richtigen Code können Potentiostaten auch verwendet werden, um den Strom durch eine Zelle zu messen und die Konzentration der Lösung vorherzusagen. Potentiostaten können in der Elektrodenzahl variieren, die eine ist diese anweisbare hat drei Elektroden. Oben gezeigt ist das Schaltbild des Potentiostaten, den ich erstellt habe. Den Schaltplan habe ich dem Journal of Chemical Education aus einem Artikel von Gabriel N. Meloni entnommen.

Schritt 1: Materialien sammeln

-Breadboard

-Arduino

-Funktionsgenerator

-Gleichstromquelle

-Rechner

-Leitende Zelle

-Elektroden (ich habe ein Zink und zwei Kupfer verwendet)

-Drähte und Kabel

-5 Operationsverstärker (ich habe LM741 verwendet)

-Kondensatoren:

~2 x 100nF

~470nF

-Widerstände

~200Ω

~510Ω

~1kΩ

~10kΩ

~12kΩ

~24kΩ

(Zenerdiode mit LED und zweiter 200kΩ Widerstand sind abgebildet aber nicht notwendig)

Schritt 2: Schaltungsaufbau Pt.1

Ich finde es am einfachsten, die Operationsverstärker zuerst gleichmäßig zu verteilen. Als nächstes verbinden Sie jeden Pin 7 (dies sind Ihre +6,5 V). Verbinden Sie jeden Pin 4 (dies sind Ihre -6,5 V). Va und Vb stellen diese (+) und (-) Spannungen dar, während Masse immer noch Masse ist.

Schritt 3: Schaltungsaufbau Pt. 2

Füllen Sie die restlichen Kondensatoren, Widerstände und Überbrückungsdrähte aus. Sie möchten die (+) roten Reihen des Steckbretts -5V und die (-) blaue Reihenmasse machen. Schließen Sie die Kabel vom Funktionsgenerator und Netzteil an die Platine an.

Randnotiz: Sie werden vielleicht bemerken, dass ich viele Widerstände habe. Dies liegt daran, dass ich nicht die genauen Werte der erforderlichen Widerstände habe. Ich habe mehrere Widerstände in Reihe hinzugefügt, um die gewünschten Widerstände herzustellen.

Schritt 4: Leitende Zelle

Erstellen Sie eine leitende Zelle Ihrer gewünschten Lösung. Legen Sie die Elektroden in die Lösung, messen Sie ihre Abstände und halten Sie die Abstände immer konstant

Schritt 5: Arduino

Verbinden Sie Ihre Schaltung mit dem Eingang in Pin A0 des Arduino. Verbinden Sie auch Ihr Arduino mit Masse. Nach dem Anschließen an den Computer können Sie den Arduino-Code ausführen. Änderungen am obigen Code können vorgenommen werden, je nachdem, wie viele Begriffe Sie zusammen mitteln möchten.

Schritt 6: Excel

Damit der Potentiostat den Wert der Konzentration der Lösung meldet, müssen Sie zunächst eine Kalibrierkurve erstellen. Machen Sie mehrere Lösungen (je mehr, desto besser) und zeichnen Sie ihre Ströme aus dem Potentiostat-Messwert auf. Erstellen Sie die Kurve in Excel. Die Kurve hat Konzentration auf der x-Achse mit Strom auf der y-Achse. Höchstwahrscheinlich wird die Trendlinie logarithmisch sein. Verwenden Sie diese Gleichung in der vorletzten Codezeile. Der Potentiostat sollte nun in der Lage sein, die Konzentration der verwendeten Lösung zu bestimmen. (Halten Sie den Lösungstyp konstant. Der Potentiostat funktioniert nicht, wenn Sie sich entscheiden, von NaCl auf KCl zu wechseln.)