Potenciostato
Un potenciostato es un instrumento muy usado en diversos experimentos electroquímicos, tales como potenciometrías y columbimetrías. En este tipo de experimentos, muchas veces es necesaria una fuente que brinde una diferencia de potencial constante. Esta se consigue mediante el potenciostato, que puede controlar la diferencia de potencial en uno, dos o más electrodos de trabajo, con ayuda de un electrodo de referencia y un electrodo auxiliar.
Este instrumento consigue mantener la diferencia de potencial constante en los electrodos de trabajo, tomando como punto de referencia el voltaje en el electrodo de referencia y corrigiendo las variaciones mediante el control de la corriente en el electrodo auxiliar.
En el dibujo de abajo, en esquema de la estructura de un potenciostato.
El potenciostato es un instrumento de gran importancia en los experimentos electroquímicos que incluyen sistemas de tres electrodos para estudiar reacciones redox y otros fenómenos químicos. Los datos obtenidos en estos experimentos dependen en gran medida del trabajo realizado por este aparato. Por ejemplo, en los experimentos voltamperométricos, se estudia una corriente eléctrica frente a una diferencia de potencial. En la columbimentría, se estudia la cantidad de coulombs frente a una determinada corriente eléctrica en amperios. En todos estos experimentos se requiere de un potenciostato para controlar las condiciones de voltaje.
En muchos potenciostatos antiguos, los datos se obtenían directamente del aparato a través de algún tipo de huella física. En los potenciostatos de hoy en día, el instrumento está conectado a un ordenador, en el cual se ha instalado un software adecuado para la obtención de resultados del experimento y observar las condiciones en el mismo. Esto facilita enormemente la tarea del procesamiento de los datos.
Los electrodos del potenciostato estarán en contacto directo con la sustancia a analizar, de manera que las características de éstos son muy importantes. Los electrodos no deben interferir en el proceso químico que se quiere estudiar. Además, el tamaño de los electrodos afecta la cantidad de corriente que los atraviesa. Las principales características a tener en cuenta en un potenciostato son las siguientes: rango de potencial eléctrico que puede medir y que es capaz de aplicar, precisión en dichos potenciales eléctricos, rango de velocidad de medición (para altas velocidades se utilizan ultramicroelectrodos), rango de corriente eléctrica que el instrumento puede medir y aplicar, número de electrodos de trabajo que el instrumento puede manejar, tamaño del archivo, posibilidad de interface con un ordenador, entre otras características importantes.
Funcionamiento básico.
El potenciostato es capaz de medir y controlar el potencial de la celda, detectando cambios en su resistencia, y variando la intensidad de corriente administrada al sistema de acuerdo con estas variaciones, de manera que la diferencia de potencial se mantendrá constante. Si la resistencia aumenta, la intensidad de la corriente deberá ser disminuida, si se quiere mantener el voltaje constante, y si la resistencia disminuye, el potencisotato deberá aumentar la intensidad de la corriente. Es una aplicación de la ley de Ohm:
Donde R es la resistencia, I la intensidad de corriente y E la diferencia de potencial que se quiere mantener constante.
