Potansiyostat: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bir potansiyostat, bir kişinin iletken bir hücrenin elektrokimyasal potansiyelini kontrol etmesine izin veren bir cihazdır. Doğru kodla, potansiyostatlar bir hücredeki akımı ölçmek ve çözeltinin konsantrasyonunu tahmin etmek için de kullanılabilir. Potansiyostatlar elektrot sayısında değişiklik gösterebilir, bunlardan biri talimatta üç elektrot vardır. Yukarıda gösterdiğim, oluşturduğum potansiyostatın devre şemasıdır. Şemayı Journal of Chemical Education'dan Gabriel N. Meloni tarafından yazılan bir makaleden aldım.

Adım 1: Materyalleri Toplayın

-Breadboard

-Arduino

-Fonksiyon üreticisi

-DC güç kaynağı

-Bilgisayar

- İletken hücre

-Elektrotlar (Bir çinko ve iki bakır kullandım)

-Teller ve kablolar

-5 op-amp (LM741'leri kullandım)

-Kapasitörler:

~2 x 100nF

~470nF

-dirençler

~200Ω

~510Ω

~1kΩ

~10kΩ

~12kΩ

~24kΩ

(LED'li Zener diyot ve ikinci 200kΩ dirençli resimde henüz gerekli değil)

Adım 2: Devre Yapısı Pt.1

Önce op-amp'leri eşit boşluk eklemeyi en kolay buluyorum. Ardından, her pin 7'yi bağlayın (bu sizin +6.5V'niz olacaktır). Her pin 4'ü bağlayın (bu sizin -6.5V'niz olacaktır). Va ve Vb bu (+) ve (-) voltajları temsil edecek ve toprak hala toprak olacaktır.

Adım 3: Devre Yapısı Pt. 2

Kalan kapasitörleri, dirençleri ve atlama tellerini doldurun. Breadboard'un (+) kırmızı sıralarını -5V ve (-) mavi sırayı topraklamak isteyeceksiniz. Fonksiyon üretecinden ve güç kaynağından gelen kabloları panoya bağlayın.

Yan not: Birçok direncim olduğunu fark edebilirsiniz. Bunun nedeni, gerekli dirençlerin tam değerlerine sahip olmamam. İstenilen dirençleri yapmak için seri olarak birden fazla direnç ekledim.

Adım 4: Hücre İletimi

İstediğiniz çözümün iletken bir hücresini oluşturun. Elektrotları çözeltiye yerleştirin, mesafelerini ölçün ve mesafeleri daima tutarlı tutun

Adım 5: Arduino

Arduino'nun A0 pinine giriş yapmak için devrenizi bağlayın. Ayrıca Arduino'nuzu toprağa bağlayın. Bilgisayara taktıktan sonra Arduino kodunu çalıştırabilirsiniz. Yukarıdaki kodda, birlikte ortalama kaç terim almak istediğinize bağlı olarak değişiklikler yapılabilir.

Adım 6: Excel

Potansiyostatın çözeltinin konsantrasyon değerini rapor etmesini sağlamak için önce bir kalibrasyon eğrisi oluşturmalısınız. Birden fazla çözüm yapın (ne kadar çok o kadar iyi) ve akımlarını potansiyostat okumasından kaydedin. Eğriyi Excel'de yapın. Eğri, y ekseninde akım ile x ekseninde konsantrasyona sahip olacaktır. Büyük olasılıkla trend çizgisi logaritmik olacaktır. Bu denklemi sondan ikinci kod satırında kullanın. Potansiyostat artık kullanılan çözeltinin konsantrasyonunu belirleyebilmelidir. (Çözelti tipini sabit tutun. NaCl'den KCl'ye geçmeye karar verirseniz potansiyostat çalışmayacaktır.)