Potenciostato: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Um potenciostato é um dispositivo que permite controlar o potencial eletroquímico de uma célula condutora. Com o código correto, os potenciostatos também podem ser usados para medir a corrente em uma célula e prever a concentração da solução. Os potenciostatos podem variar na contagem de eletrodos, aquele que é instrutível tem três eletrodos. Acima está o esquema do circuito do potenciostato que criei. Obtive o esquema no Journal of Chemical Education a partir de um artigo escrito por Gabriel N. Meloni.

Etapa 1: Reúna os materiais

-Breadboard

-Arduino

-Gerador de funções

- Fonte de alimentação DC

-Computador

-Célula condutora

-Eletrodos (usei um de zinco e dois de cobre)

-Fios e cabos

-5 op-amps (usei LM741's)

-Capacitores:

~ 2 x 100nF

~ 470nF

-Resistores

~ 200Ω

~ 510Ω

~ 1kΩ

~ 10kΩ

~ 12kΩ

~ 24kΩ

(Diodo Zener com LED e segundo resistor de 200kΩ são retratados, mas não são necessários)

Etapa 2: Construção do circuito Pt.1

Acho mais fácil adicionar os amplificadores operacionais de maneira uniforme primeiro. Em seguida, conecte cada pino 7 (este será seu + 6,5 V). Conecte cada pino 4 (este será o seu -6,5V). Va e Vb representarão essas tensões (+) e (-) enquanto o aterramento ainda será o aterramento.

Etapa 3: Construção do circuito Pt. 2

Preencha os demais capacitores, resistores e fios de jumper. Você desejará fazer as (+) linhas vermelhas da placa de ensaio em -5V e (-) o aterramento da linha azul. Conecte os cabos do gerador de funções e da fonte de alimentação à placa.

Nota lateral: você pode notar que tenho muitos resistores. Isso se deve ao fato de eu não ter os valores exatos dos resistores necessários. Eu adicionei vários resistores em série para fazer as resistências desejadas.

Etapa 4: Célula de condução

Crie uma célula condutora de sua solução desejada. Coloque os eletrodos na solução, medindo suas distâncias entre si e sempre mantendo as distâncias consistentes

Etapa 5: Arduino

Conecte seu circuito à entrada no pino A0 do Arduino. Também conecte seu Arduino ao aterramento. Depois de conectado ao computador, você pode executar o código do Arduino. Mudanças no código acima podem ser feitas dependendo de quantos termos você gostaria de calcular a média juntos.

Etapa 6: Excel

Para fazer o potenciostato relatar o valor da concentração da solução, você deve primeiro gerar uma curva de calibração. Faça várias soluções (quanto mais, melhor) e registre suas correntes a partir da leitura do potenciostato. Faça a curva no Excel. A curva terá concentração no eixo x com corrente no eixo y. Muito provavelmente, a linha de tendência será logarítmica. Use esta equação na penúltima linha do código. O potenciostato agora deve ser capaz de determinar a concentração de qualquer solução que esteja sendo usada. (Mantenha o tipo de solução constante. O potenciostato não funcionará se você decidir mudar de NaCl para KCl.)