Potentiostat: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Potentiostat là một thiết bị cho phép người ta điều khiển điện thế điện hóa của một tế bào dẫn điện. Với mã chính xác, potentiostats cũng có thể được sử dụng để đo dòng điện qua ô và dự đoán nồng độ của dung dịch. Potentiostats có thể khác nhau về số lượng điện cực, một trong những chỉ dẫn này có ba điện cực. Hình trên là sơ đồ mạch của potentiostat mà tôi đã tạo. Tôi lấy được giản đồ từ Tạp chí Giáo dục Hóa học từ một bài báo được viết bởi Gabriel N. Meloni.

Bước 1: Thu thập vật liệu

-Breadboard

-Arduino

-Máy phát chức năng

-Nguồn điện DC

-Máy vi tính

- Tế bào dẫn truyền

-Electrodes (Tôi đã sử dụng một kẽm và hai đồng)

-Dây và cáp

-5 op-amps (tôi đã sử dụng LM741)

- Tụ điện:

~ 2 x 100nF

~ 470nF

-Resistors

~ 200Ω

~ 510Ω

~ 1kΩ

~ 10kΩ

~ 12kΩ

~ 24kΩ

(Điốt Zener với đèn LED và điện trở 200kΩ thứ hai được minh họa nhưng không cần thiết)

Bước 2: Xây dựng mạch Pt.1

Trước tiên, tôi thấy dễ dàng nhất là thêm khoảng trống op-amps đồng đều. Tiếp theo, kết nối từng chân 7 (đây sẽ là + 6.5V của bạn). Kết nối mỗi chân 4 (đây sẽ là -6,5V của bạn). Va và Vb sẽ đại diện cho các điện áp (+) và (-) này trong khi vẫn tiếp đất.

Bước 3: Xây dựng mạch Pt. 2

Điền vào các tụ điện, điện trở và dây nhảy còn lại. Bạn sẽ muốn làm cho các hàng (+) màu đỏ của breadboard -5V và hàng (-) màu xanh lam trên mặt đất. Gắn các dây cáp từ bộ tạo chức năng và nguồn điện vào bo mạch.

Lưu ý bên: Bạn có thể nhận thấy tôi có nhiều điện trở. Điều này là do tôi không có giá trị chính xác của các điện trở cần thiết. Tôi đã thêm nhiều điện trở nối tiếp để tạo ra các điện trở mong muốn.

Bước 4: Tiến hành tế bào

Tạo một tế bào dẫn của giải pháp mong muốn của bạn. Đặt các điện cực vào dung dịch, đo khoảng cách của chúng cách xa nhau và luôn giữ khoảng cách phù hợp

Bước 5: Arduino

Kết nối mạch của bạn với đầu vào vào chân A0 của Arduino. Đồng thời kết nối Arduino của bạn với mặt đất. Sau khi được cắm vào máy tính, bạn có thể chạy mã Arduino. Các thay đổi đối với mã trên có thể được thực hiện tùy thuộc vào số lượng điều khoản bạn muốn tính trung bình cùng nhau.

Bước 6: Excel

Để potentiostat báo giá trị nồng độ của dung dịch, trước tiên bạn phải tạo đường chuẩn. Thực hiện nhiều giải pháp (càng nhiều càng tốt) và ghi lại dòng điện của chúng từ kết quả đọc potentiostat. Tạo đường cong trong Excel. Đường cong sẽ có nồng độ trên trục x với dòng điện trên trục y. Nhiều khả năng đường xu hướng sẽ là logarit. Sử dụng phương trình này trong dòng mã thứ hai đến cuối cùng. Potentiostat bây giờ có thể xác định nồng độ của bất kỳ dung dịch nào đang được sử dụng. (Giữ loại dung dịch không đổi. Potentiostat sẽ không hoạt động nếu bạn quyết định chuyển từ NaCl sang KCl.)