Potenciostato
Un potenciostato es un dispositivo electrónico que mide y controla la diferencia de potencial (o voltaje) entre dos electrodos.
Los electrodos de medida pueden ser muy pequeños, como microelectrodos en una solución conductora, pero también pueden consistir en un cupón metálico recubierto y expuesto a un entorno ácido. También es posible utilizar una configuración de tres electrodos.
Un potenciostato puede utilizarse en los campos de la electroquímica y la bioquímica, pero también en el desarrollo de sensores y la investigación de baterías.
¿Qué es un potenciostato, por qué utilizarlo y cómo conectarlo?
En este vídeo hablaremos sobre qué son un potenciostato, un galvanostato y un analizador de frecuencias, por qué se utilizan y cómo conectar los electrodos.
Puede ver ejemplos de electrodos clásicos y serigrafiados y cuatro tipos diferentes de técnicas electroquímicas.
Ver todos los vídeos sobre potenciostatosVentajas de un potenciostato
La palabra potenciostato viene de potencial. En electrónica y electroquímica, un potencial es la energía almacenada o el "potencial para realizar un trabajo".
La aplicación de un potencial con un potenciostato, por ejemplo un PalmSens4, a una superficie conductora en una solución conductora puede inducir una corriente de electrodo particular que es medida por el potenciostato mientras se mantiene constante el potencial aplicado.
La ventaja de un potenciostato es que tiene un control total sobre el potencial aplicado, a diferencia de una fuente de alimentación normal.
¿Para qué sirve un potenciostato?
Un potenciostato se utiliza principalmente en electroquímica. Por ejemplo, los investigadores electroquímicos quieren demostrar cuánto plomo u otros metales pesados hay en el agua potable(Figura 1), cuánto hierro hay en la sangre o investigar cómo afecta el agua de lluvia a la superficie de un determinado metal (por ejemplo, provocando corrosión).
¿Cómo funciona un potenciostato?
Un potenciostato aplica potencial a una superficie determinada, un electrodo. De este modo, se reduce o aumenta la cantidad de electrones en la superficie. Esto hace que el líquido se active para suministrar o consumir electrodos para compensarlo.
El intercambio de electrones a lo largo del tiempo, es decir, la corriente del electrodo, puede medirse mediante un potenciostato. Esto suele hacerse en una configuración de tres electrodos (Figura 2).
Figura 2 | Esquema de un montaje de 3 electrodos para un potenciostato
Se denomina sensor a un electrodo diseñado para generar una corriente en presencia de una determinada sustancia. Este sensor presenta una cierta sensibilidad hacia la sustancia que se desea medir.
Por este motivo, existen muchos sensores diferentes que reaccionan de distintas maneras ante determinadas sustancias químicas.
A veces, un sensor puede reutilizarse varias veces; sin embargo, a menudo son desechables, es decir, de un solo uso, ya que el sensor cambia permanentemente debido a las reacciones que ocurren en los electrodos.
Además de potenciostatos, PalmSens vende sensores de todas las formas y tamaños para todo tipo de mediciones.
SensoresDiferentes tipos
Existen varios tipos de potenciostatos utilizados por investigadores electroquímicos.
- La mayoría de los investigadores utilizan un potenciostato para detectar todo tipo de sustancias posibles en fluidos (por ejemplo, el PalmSens4) en un laboratorio o sobre el terreno.
- Los investigadores que realizan mediciones más precisas, desde el laboratorio utilizan el Nexus.
- Pero también hay potenciostatos que sólo se utilizan para detectar una sustancia concreta. Para ello, PalmSens fabrica módulos de potenciostatos, los llamados potenciostatos OEM.
- PalmSens también ofrece potenciostatos a medida para aplicaciones específicas, como el EmStat Go.
Software del potenciostato
Sin el software asociado, hay poco que se pueda hacer con un potenciostato portátil. Los potenciostatos portátiles PalmSens se venden con un software intuitivo, que facilita la puesta en marcha y puede instalarse en varios ordenadores y portátiles.
PalmSens también proporciona una aplicación para dispositivos Android, puedes descargarla gratuitamente en Google Play Store.
También puede utilizar cualquier software de hojas de cálculo disponible actualmente que sea útil para la creación de gráficos, aprovechando la función 'Exportar datos' de PSTrace.
Acerca del softwarePrecios de los potenciostatos
Los potenciostatos portátiles suelen tener un precio elevado; sin embargo, PalmSens ha logrado desarrollar una serie de dispositivos portátiles muy asequibles, que sin duda cumplen con todas las especificaciones requeridas.
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Solicitar presupuestoTécnicas de potenciostato
Visión general de las técnicas electroquímicas que pueden realizarse utilizando un potenciostato.
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Técnicas voltamétricas |
Técnicas pulsadas |
Técnicas galvanoestáticas |
Técnicas amperométricas |
Espectroscopia de impedancia potenciostática/galvanostática (EIS/GEIS) |
Otras técnicas |
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Voltametría de onda cuadrada (SWV) |
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Potenciometría en circuito abierto (OCP) |
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Seguir leyendoDefinición de potenciostato
- Potenciostato
- Un dispositivo electrónico que mide y controla la diferencia de potencial (o voltaje) entre dos electrodos se denomina potenciostato. La ventaja de un potenciostato es que tiene un control total sobre el potencial aplicado, a diferencia de otras fuentes de energía, al tiempo que mide la corriente de respuesta.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un potenciostato?
La palabra potenciostato viene de potencial. En electrónica y electroquímica, un potencial es la energía almacenada o el "potencial para realizar un trabajo".
La aplicación de un potencial con un potenciostato, por ejemplo un PalmSens4, a una superficie conductora en una solución conductora puede inducir una corriente de electrodo particular que es medida por el potenciostato mientras se mantiene constante el potencial aplicado.
La ventaja de un potenciostato es que tiene un control total sobre el potencial aplicado, a diferencia de una fuente de alimentación normal.
¿Qué potenciostato necesito?
Un electroquímico suele pasar muchos meses junto a un potenciostato para llevar a cabo su investigación. El rendimiento del potenciostato no debe limitar los resultados y el software debe ser intuitivo y fácil de usar. Aquí tiene seis factores que debe tener en cuenta antes de comprar un potenciostato. Más información
¿Para qué sirve un potenciostato?
Un potenciostato se utiliza principalmente en electroquímica. Por ejemplo, los investigadores electroquímicos quieren demostrar cuánto plomo u otros metales pesados hay en el agua potable, cuánto hierro hay en la sangre o investigar cómo afecta el agua de lluvia a la superficie de un determinado metal (por ejemplo, provocando corrosión). Leer más...
¿Cómo funciona un potenciostato?
Un potenciostato aplica potencial a una superficie determinada, un electrodo. De este modo, se reduce o aumenta la cantidad de electrones en la superficie. Esto hace que el líquido se active para suministrar o consumir electrodos para compensarlo. El intercambio de electrones por tiempo, la corriente del electrodo, puede medirse con el potenciostato. Esto suele hacerse en una configuración de tres electrodos (Figura 2).
Se denomina sensor a un electrodo fabricado para suministrar corriente en presencia de una determinada sustancia. Este sensor tiene una cierta sensibilidad a la sustancia que se quiere medir. Por esta razón, existen muchos sensores diferentes que reaccionan de distintas maneras ante determinadas sustancias químicas.
A veces, un sensor puede reutilizarse varias veces; sin embargo, a menudo son desechables, es decir, de un solo uso, ya que el sensor cambia permanentemente debido a las reacciones que ocurren en los electrodos.
¿Cuáles son los distintos tipos de potenciostatos y sus aplicaciones?
La electroquímica es un campo muy amplio con muchas aplicaciones diferentes. Esto se refleja también en los instrumentos electroquímicos. Los potenciostatos, galvanostatos y analizadores de impedancia son bastante versátiles, pero a menudo se centran en determinadas propiedades añadidas con una aplicación en mente.
Muchos instrumentos de investigación son en realidad una combinación de potenciostatos, galvanostatos y analizadores de impedancia. A menudo, estas combinaciones se denominan simplemente potenciostatos y no potenciostato/galvanostato.
¿Cuál es la diferencia entre un potenciostato y un galvanostato?
Un potenciostato controla el potencial y mide la corriente resultante. Un galvanostato controla la corriente y mide el potencial resultante. La mayoría de los instrumentos modernos son combinaciones de potenciostatos y galvanostatos.
¿Cuáles son las especificaciones y parámetros clave de un potenciostato?
Los potenciostatos, al ser dispositivos complejos, cuentan con una amplia variedad de especificaciones y parámetros detallados en su documentación técnica.
Los primeros parámetros que hay que tener en cuenta son el rango de potencial y el rango de corriente. Las corrientes y voltajes que se quieran aplicar y medir deben estar dentro de las capacidades del instrumento.
¿Cómo controla un potenciostato el potencial y la corriente de una célula electroquímica?
En nuestra base de conocimientos encontrará un breve vídeo de introducción a los potenciostatos. Una descripción muy simplificada es que un potenciostato mantiene el potencial entre dos electrodos, el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia, a un potencial establecido.
La corriente fluirá entre el electrodo de trabajo y un tercer electrodo, el contraelectrodo. De esta forma, el electrodo de referencia tiene un potencial electroquímico constante y puede ser utilizado por el potenciostato como punto de referencia fijo.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar un potenciostato en los experimentos electroquímicos?
Un analizador de impedancia aplica a la célula un perfil de potencial en forma de onda sinusoidal y calcula, a partir de la respuesta de corriente sinusoidal, la impedancia y el desfase de la célula.
Esto hace que los potenciostatos sean más versátiles y que su control activo de un parámetro sea más potente que el de los medidores normales.
"También existen potenciostatos especializados en el mercado, etiquetados según su aplicación específica, como los cicladores de baterías. Por lo tanto, es posible que haya utilizado un potenciostato sin saberlo.
¿Cómo mide un potenciostato la impedancia electroquímica y la voltametría cíclica?
La Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y la Voltametría Cíclica (CV) son técnicas electroquímicas muy populares y ambas han sido tratadas en artículos separados de nuestra base de conocimientos:
¿Cuáles son los factores clave a la hora de elegir un potenciostato para una aplicación específica?
- Recomendamos tener en cuenta en primer lugar las especificaciones técnicas disponibles en la documentación de los instrumentos, que se tratan en estas FAQ.
- El siguiente punto importante para la mayoría de los clientes es el software. El software debe ser compatible con la técnica que usted necesita.
- Además de las especificaciones de las mediciones electroquímicas, hay más características técnicas que podrían ser interesantes para su aplicación.
- Otros factores se refieren al proceso de compra. Son factores importantes la transparencia de la información sobre precios, la asistencia técnica, la dificultad para configurar el aparato y la duración de la garantía.
¿Cuáles son algunas de las técnicas y métodos más comunes utilizados con potenciostatos en electroquímica?
Existen muchas técnicas y métodos diferentes en electroquímica. Las diferencias entre las técnicas son el perfil del potencial o corriente aplicados y cuándo se mide la señal.
Las técnicas pueden clasificarse en función de lo que se controla, por ejemplo, las técnicas potenciostáticas, cuando se controla el potencial, y las galvanostáticas, cuando se controla la corriente.
¿Cómo puede utilizarse un potenciostato para estudiar el rendimiento y la degradación de las baterías?
Las baterías son sistemas que almacenan energía eléctrica en forma de energía química. Una batería cargada tiene dos partes con potenciales diferentes, que pueden utilizarse para aplicar ese potencial a otros dispositivos. Fluirá una corriente y el dispositivo conectado recibirá energía.
Las mediciones electroquímicas pueden caracterizar las baterías, por ejemplo, con qué frecuencia pueden cargarse y descargarse, cuánta carga se almacena en la batería o cómo cambia la batería con el tiempo.
Existen múltiples métodos para caracterizar las baterías, el que se aplique suele depender del parámetro que se necesite observar. Las técnicas más comunes son la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y las curvas de Carga-Descarga.