Potentiostat: eine einfache Erklärung
Ein elektronisches Gerät, das die Potentialdifferenz (oder Spannung) zwischen zwei Elektroden misst und steuert, wird als Potentiostat bezeichnet. Diese Elektroden können sehr klein sein, wie beispielsweise Mikroelektroden in einer leitfähigen Lösung, aber auch ein beschichteter Metallcoupon in einer sauren Umgebung. Auch eine Dreielektrodenanordnung ist möglich. Ein Potentiostat kann in den Bereichen Elektrochemie und Biochemie, aber auch in der Sensorentwicklung und der Batterieforschung eingesetzt werden.
Video: Was ist ein Potentiostat, warum wird er verwendet und wie wird er angeschlossen?
Was ist ein Potentiostat?
Das Wort Potentiostat kommt von Potential. In der Elektronik und Elektrochemie ist ein Potential gespeicherte Energie oder das "Potential, Arbeit zu verrichten".
Durch Anlegen eines Potentials mit einem Potentiostaten, z. B. einem PalmSens4, an eine leitende Oberfläche in einer leitenden Lösung kann ein bestimmter Elektrodenstrom induziert werden, der vom Potentiostaten gemessen wird, während das angelegte Potential konstant gehalten wird.
Der Vorteil eines Potentiostaten besteht darin, dass er im Gegensatz zu einer normalen Stromquelle die vollständige Kontrolle über die angelegte Spannung hat.
Wozu dient ein Potentiostat?
Ein Potentiostat wird hauptsächlich in der Elektrochemie eingesetzt. Elektrochemiker möchten beispielsweise nachweisen, wie viel Blei oder andere Schwermetalle im Trinkwasser vorhanden sind (Abbildung 1), wie viel Eisen im Blut enthalten ist oder untersuchen, wie sich Regenwasser auf die Oberfläche eines bestimmten Metalls auswirkt (z. B. indem es Korrosion verursacht).
Wie funktioniert ein Potentiostat?
Ein Potentiostat legt an eine bestimmte Oberfläche, eine Elektrode, eine Spannung an. Dadurch wird die Anzahl der Elektronen auf der Oberfläche verringert oder erhöht. Dies bewirkt, dass die Flüssigkeit dazu angeregt wird, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen, um diesen Effekt auszugleichen. Der Elektronenaustausch pro Zeiteinheit, also der Strom der Elektrode, kann mit dem Potentiostaten gemessen werden. Dies geschieht in der Regel in einer Dreielektrodenanordnung (Abbildung 2).
Eine Elektrode, die bei Vorhandensein einer bestimmten Substanz Strom liefert, wird als Sensor bezeichnet. Dieser Sensor hat eine bestimmte Empfindlichkeit gegenüber der Substanz, die man messen möchte. Aus diesem Grund gibt es viele verschiedene Sensoren, die unterschiedlich auf bestimmte chemische Substanzen reagieren.
Manchmal kann ein Sensor mehrfach verwendet werden, oft handelt es sich jedoch um Einwegsensoren, die nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt sind und durch die an den Elektroden ablaufenden Reaktionen dauerhaft verändert werden.
Verschiedene Typen
Es gibt verschiedene Arten von Potentiostaten, die von Forschern auf dem Gebiet der Elektrochemie verwendet werden.
- Die meisten Forscher an einer Universität oder in einem Labor verwenden einen Potentiostaten, um alle möglichen Substanzen in Flüssigkeiten nachzuweisen (z. B. den PalmSens4)
- Es gibt aber auch Potentiostaten, die nur für den Nachweis einer bestimmten Substanz verwendet werden. Für diesen Zweck stellt PalmSens Potentiostatmodule her, sogenannte OEM-Potentiostaten.
- PalmSens bietet auch maßgeschneiderte Potentiostaten für spezielle Anwendungen wie den EmStat Go.
Software
Ohne die dazugehörige Software können Sie mit Ihrem tragbaren Potentiostaten kaum etwas anfangen. Die tragbaren Potentiostaten PalmSens werden inklusive einer intuitiven Software verkauft, die den Einstieg erleichtert und auf mehreren Computern und Laptops installiert werden kann.
PalmSens bietet auch eine App für Android-Geräte an, die Sie kostenlos im Google Play Store herunterladen können. Sie können auch alle derzeit verfügbaren Tabellenkalkulationsprogramme verwenden, die für die Erstellung von Diagrammen über die Funktion "Daten exportieren" in PSTrace nützlich sind.
Preise für Potentiostaten
Tragbare Potentiostaten haben in der Regel einen gewissen Preis. PalmSens ist es jedoch gelungen, eine Reihe von tragbaren Potentiostaten zu entwickeln, die sehr erschwinglich sind, und zwar mit allen gegebenen Spezifikationen. Senden Sie uns eine E-Mail für ein Angebot oder rufen Sie uns an, um mit uns die Möglichkeiten für Ihre Forschung zu besprechen.
Angebot anfordernPotentiostat-Techniken
Überblick über elektrochemische Verfahren, die mit einem Potentiostaten durchgeführt werden können.
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Voltammetrische Techniken |
Gepulste Techniken |
Galvanostatische Techniken |
Amperometrische Verfahren |
Potentiostatische/galvanostatische Impedanzspektroskopie (EIS/GEIS) |
Andere Verfahren |
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Definition eines Potentiostaten
- Potentiostat
- Ein elektronisches Gerät, das die Potentialdifferenz (oder Spannung) zwischen zwei Elektroden misst und steuert, wird als Potentiostat bezeichnet. Der Vorteil eines Potentiostaten besteht darin, dass er im Gegensatz zu anderen Stromquellen die vollständige Kontrolle über das angelegte Potential hat, während gleichzeitig der resultierende Strom gemessen wird.
Häufig gestellte Fragen zu einem Potentiostat
Diese Fragen werden häufig zu einem Potentiostat gestellt. Haben Sie eine andere Frage? Stellen Sie sie über das Kontaktformular.
Was ist ein Potentiostat?
Das Wort Potentiostat kommt von Potential. In der Elektronik und Elektrochemie ist ein Potential gespeicherte Energie oder das "Potential, Arbeit zu verrichten".
Durch Anlegen eines Potentials mit einem Potentiostaten, z. B. einem PalmSens4, an eine leitende Oberfläche in einer leitenden Lösung kann ein bestimmter Elektrodenstrom induziert werden, der vom Potentiostaten gemessen wird, während das angelegte Potential konstant gehalten wird.
Der Vorteil eines Potentiostaten besteht darin, dass er im Gegensatz zu einer normalen Stromquelle die vollständige Kontrolle über die angelegte Spannung hat.
Welchen Potentiostat benötige ich?
Ein Elektrochemiker verbringt in der Regel viele Monate mit einem Potentiostaten, um Forschungsergebnisse zu erzielen. Die Leistung des Potentiostaten sollte die Ergebnisse nicht einschränken und die Software sollte benutzerfreundlich und einfach zu bedienen sein. Hier sind sechs Faktoren, die vor dem Kauf eines Potentiostaten zu beachten sind. Mehr lesen
Wozu dient ein Potentiostat?
Ein Potentiostat wird hauptsächlich in der Elektrochemie eingesetzt. Elektrochemiker möchten beispielsweise nachweisen, wie viel Blei oder andere Schwermetalle im Trinkwasser vorhanden sind (Abbildung 1), wie viel Eisen im Blut enthalten ist oder untersuchen, wie sich Regenwasser auf die Oberfläche eines bestimmten Metalls auswirkt (z. B. indem es Korrosion verursacht).
Wie funktioniert ein Potentiostat?
Ein Potentiostat legt an eine bestimmte Oberfläche, eine Elektrode, eine Spannung an. Dadurch wird die Anzahl der Elektronen auf der Oberfläche verringert oder erhöht. Dies bewirkt, dass die Flüssigkeit dazu angeregt wird, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen, um diesen Effekt auszugleichen. Der Elektronenaustausch pro Zeiteinheit, also der Strom der Elektrode, kann mit dem Potentiostaten gemessen werden. Dies geschieht in der Regel in einer Dreielektrodenanordnung (Abbildung 2).
Eine Elektrode, die bei Vorhandensein einer bestimmten Substanz Strom liefert, wird als Sensor bezeichnet. Dieser Sensor hat eine bestimmte Empfindlichkeit gegenüber der Substanz, die man messen möchte. Aus diesem Grund gibt es viele verschiedene Sensoren, die unterschiedlich auf bestimmte chemische Substanzen reagieren.
Manchmal kann ein Sensor mehrfach verwendet werden, oft handelt es sich jedoch um Einwegsensoren, die nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt sind und durch die an den Elektroden ablaufenden Reaktionen dauerhaft verändert werden.