Spisu treści:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58
Potencjostat to urządzenie pozwalające kontrolować potencjał elektrochemiczny ogniwa przewodzącego. Przy prawidłowym kodzie potencjostaty mogą być również używane do pomiaru prądu w komórce i przewidywania stężenia roztworu. Potencjostaty mogą różnić się liczbą elektrod, ta instrukcja ma trzy elektrody. Powyżej pokazano schemat obwodu utworzonego przeze mnie potencjostatu. Schemat uzyskałem z Journal of Chemical Education z artykułu napisanego przez Gabriela N. Meloniego.
Krok 1: Zbierz materiały
-Płytka do krojenia chleba
-Arduino
-Generator funkcyjny
-Zasilacz
-Komputer
-Przewodząca komórka
-Elektrody (użyłem jednej cynkowej i dwóch miedzianych)
-Przewody i kable
-5 wzmacniaczy operacyjnych (użyłem LM741)
-Kondensatory:
~2 x 100nF
~470nF
-Rezystory
~200Ω
~510Ω
~1kΩ
~10kΩ
~12kΩ
~24kΩ
(Dioda Zenera z diodą LED i drugi rezystor 200kΩ są na zdjęciu, ale nie są potrzebne)
Krok 2: Budowa obwodu cz.1
Uważam, że najłatwiej jest dodać najpierw równomiernie wzmacniacze operacyjne. Następnie podłącz każdy pin 7 (będzie to twoje +6,5 V). Podłącz każdy pin 4 (będzie to twoje -6,5 V). Va i Vb będą reprezentować te napięcia (+) i (-), podczas gdy uziemienie będzie nadal uziemione.
Krok 3: Budowa obwodu cz. 2
Wypełnij pozostałe kondensatory, rezystory i przewody połączeniowe. Będziesz chciał, aby (+) czerwone rzędy płytki stykowej miały -5 V, a (-) niebieski wiersz uziemienia. Podłącz kable z generatora funkcji i zasilacza do tablicy.
Uwaga boczna: możesz zauważyć, że mam wiele rezystorów. Wynika to z tego, że nie mam dokładnych wartości wymaganych rezystorów. Dodałem szereg rezystorów, aby uzyskać pożądane rezystancje.
Krok 4: Prowadzenie komórki
Stwórz ogniwo przewodzące pożądanego rozwiązania. Umieść elektrody w roztworze, mierząc ich odległości od siebie i zawsze utrzymując stałe odległości
Krok 5: Arduino
Podłącz swój obwód do wejścia do pinu A0 Arduino. Podłącz również Arduino do uziemienia. Po podłączeniu do komputera możesz uruchomić kod Arduino. Zmiany w powyższym kodzie można wprowadzić w zależności od tego, ile terminów chciałbyś uśrednić razem.
Krok 6: Excel
Aby potencjostat podawał wartość stężenia roztworu, należy najpierw wygenerować krzywą kalibracyjną. Zrób wiele rozwiązań (im więcej, tym lepiej) i zapisz ich prądy z odczytu potencjostatu. Utwórz krzywą w Excelu. Krzywa będzie miała stężenie na osi x z prądem na osi y. Najprawdopodobniej linia trendu będzie logarytmiczna. Użyj tego równania w przedostatnim wierszu kodu. Potencjostat powinien teraz być w stanie określić stężenie dowolnego użytego roztworu. (Utrzymuj rodzaj roztworu na stałym poziomie. Potencjostat nie będzie działał, jeśli zdecydujesz się zmienić z NaCl na KCl.)