Оглавление:
2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58
Потенциостат - это устройство, позволяющее контролировать электрохимический потенциал проводящей ячейки. При правильном коде потенциостаты также можно использовать для измерения тока в ячейке и прогнозирования концентрации раствора. Потенциостаты могут различаться по количеству электродов, один из них имеет три электрода. Выше показана принципиальная схема созданного мной потенциостата. Я получил схему из журнала химического образования из статьи, написанной Габриэлем Н. Мелони.
Шаг 1. Соберите материалы
- макетная плата
-Ардуино
-Генератор функций
-Источник постоянного тока
-Компьютер
-Проводящая ячейка
-Электроды (я использовал один цинковый и два медных)
-Провода и кабели
-5 операционных усилителей (я использовал LM741)
-Конденсаторы:
~ 2 х 100 нФ
~ 470 нФ
-Резисторы
~ 200 Ом
~ 510 Ом
~ 1кОм
~ 10кОм
~ 12кОм
~ 24кОм
(Стабилитрон со светодиодом и вторым резистором 200 кОм показаны, но не обязательны)
Шаг 2: Построение схемы, часть 1
Я считаю, что проще всего сначала равномерно разместить операционные усилители. Затем подключите каждый вывод 7 (это будет ваш + 6.5V). Подключите каждый контакт 4 (это будет ваш -6,5 В). Va и Vb будут представлять эти (+) и (-) напряжения, в то время как земля все еще будет заземлена.
Шаг 3: Построение схемы Pt. 2
Залейте оставшиеся конденсаторы, резисторы и перемычки. Вы захотите сделать (+) красные ряды макета -5V и (-) синий ряд земли. Подсоедините кабели от функционального генератора и источника питания к плате.
Боковое примечание: вы можете заметить, что у меня много резисторов. Это связано с тем, что у меня нет точных значений требуемых резисторов. Я добавил несколько резисторов последовательно, чтобы получить желаемое сопротивление.
Шаг 4: проводящая ячейка
Создайте проводящую ячейку желаемого раствора. Поместите электроды в раствор, измеряя их расстояния друг от друга и всегда соблюдая расстояния.
Шаг 5: Arduino
Подключите вашу схему к входу A0 Arduino. Также подключите ваш Arduino к земле. После подключения к компьютеру вы можете запустить код Arduino. В приведенный выше код можно внести изменения в зависимости от того, сколько терминов вы хотите усреднить вместе.
Шаг 6: Excel
Чтобы потенциостат сообщал значение концентрации раствора, вы должны сначала построить калибровочную кривую. Примите несколько растворов (чем больше, тем лучше) и запишите их токи по показаниям потенциостата. Сделайте кривую в Excel. Кривая будет иметь концентрацию по оси абсцисс, а ток - по оси ординат. Скорее всего, линия тренда будет логарифмической. Используйте это уравнение в предпоследней строке кода. Теперь потенциостат должен определять концентрацию используемого раствора. (Сохраняйте тип раствора постоянным. Потенциостат не будет работать, если вы решите перейти с NaCl на KCl.)