Obsah:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58
Potenciostat je zariadenie, ktoré umožňuje ovládať elektrochemický potenciál vodivého článku. So správnym kódom je možné potenciostaty použiť aj na meranie prúdu v bunke a predpovedať koncentráciu roztoku. Potenciostaty sa môžu líšiť v počte elektród. Jeden z týchto návodov má tri elektródy. Vyššie je znázornená schéma zapojenia potenciostatu, ktorý som vytvoril. Schému som získal z časopisu Journal of Chemical Education z článku, ktorý napísal Gabriel N. Meloni.
Krok 1: Zhromaždite materiály
-Breadboard
-Arduino
-Generátor funkcií
-Napájanie jednosmerným prúdom
-počítač
-Vodivá bunka
-Elektródy (použil som jeden zinok a dve medi)
-Drôty a káble
-5 operačných zosilňovačov (používal som LM741)
-Kondenzátory:
~ 2 x 100 nF
~ 470 nF
-Rezistory
~ 200Ω
~ 510Ω
~ 1 kΩ
~ 10 kΩ
~ 12 kΩ
~ 24 kΩ
(Zenerova dióda s LED a druhým odporom 200 kΩ sú na obrázku, ale nie sú potrebné)
Krok 2: Konštrukcia obvodu Pt.1
Považujem za najľahšie najskôr pridať rovnomerný priestor operačných zosilňovačov. Ďalej pripojte každý kolík 7 (to bude vašich +6,5 V). Pripojte každý kolík 4 (to bude vašich -6,5V). Va a Vb budú reprezentovať tieto (+) a (-) napätia, zatiaľ čo zem bude stále uzemnená.
Krok 3: Konštrukcia obvodu Pt. 2
Doplňte zostávajúce kondenzátory, odpory a prepojovacie vodiče. Budete chcieť (+) červené riadky na doske -5V a (-) modrý rad uzemniť. Pripojte k doske káble z generátora funkcií a napájania.
Bočná poznámka: Môžete si všimnúť, že mám veľa odporov. Je to kvôli tomu, že nemám presné hodnoty požadovaných odporov. Pridal som niekoľko odporov do série, aby som dosiahol požadované odpory.
Krok 4: Vedenie bunky
Vytvorte vodivú bunku požadovaného riešenia. Vložte elektródy do roztoku, pričom odmerajte ich vzdialenosti od seba a vždy ich udržiavajte konzistentné
Krok 5: Arduino
Pripojte svoj obvod k vstupu na pin A0 Arduina. Pripojte svoje Arduino aj k zemi. Po zapojení do počítača môžete spustiť kód Arduino. Zmeny vyššie uvedeného kódu je možné vykonať v závislosti od toho, koľko výrazov by ste chceli spolu priemerovať.
Krok 6: Excel
Aby mohol potenciostat hlásiť hodnotu koncentrácie roztoku, musíte najskôr vygenerovať kalibračnú krivku. Vytvorte viacero riešení (čím viac, tým lepšie) a zaznamenajte ich prúdy z hodnoty potenciostatu. Vytvorte krivku v programe Excel. Krivka bude mať koncentráciu na osi x s prúdom na osi y. Trendová čiara bude s najväčšou pravdepodobnosťou logaritmická. Túto rovnicu použite v predposlednom riadku kódu. Potenciostat by teraz mal byť schopný určiť koncentráciu akéhokoľvek použitého roztoku. (Typ roztoku udržiavajte konštantný. Potenciostat nebude fungovať, ak sa rozhodnete zmeniť z NaCl na KCl.)