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Metrostat: Desarrollo de potenciostato asequible con Arduino para experimentos electroquímicos en educación
Palabras clave:
Estudios electroquímicos; potenciostatos; Arduino; voltametría; química analítica; ciencia de materiales. (es)Este trabajo aborda el diseño, construcción y evaluación de un potenciostato de bajo costo con Arduino para estudios electroquímicos. Se comparan sus resultados con un dispositivo comercial y la literatura, destacando su relación costo-eficiencia. Se realizaron experimentos de voltametría de barrido lineal, voltametría cíclica, polarización y cronoamperometría para evaluar el rendimiento del potenciostato. El equipo mostró una resolución en el potencial de 0,152 mV y en la corriente de 1,52 µA, comparables a los de un dispositivo comercial. La separación de las ramas en voltametría cíclica aumentó con la velocidad de barrido, concordando con la bibliografía. Se obtuvieron voltanogramas cíclicos para la oxidación de ácido ascórbico y curvas de polarización para la corrosión de acero al carbono, consistentes con la literatura. En cronoamperometría, se observó una relación lineal entre la corriente y la concentración de glucosa. El costo total del potenciostato fue menor a 50$, significativamente inferior a los más de 250$ de equipos comerciales similares. Los resultados demuestran que el potenciostato de bajo costo tiene un rendimiento y sensibilidad comparables a los equipos comerciales, a un precio considerablemente menor. Esto lo convierte en una herramienta viable y costo-eficiente para estudios electroquímicos en diversos campos, como química analítica, ciencia de materiales y bioquímica.
This work focuses on the design, construction, and evaluation of a low-cost potentiostat with Arduino for electrochemical studies. Its results are compared with a commercial device and literature, emphasizing cost-efficiency. Experiments such as linear sweep voltammetry, cyclic voltammetry, polarization, and chronoamperometry were conducted to assess the potentiostat's performance. The device demonstrated a potential resolution of 0.152 mV and a current resolution of 1.52 µA, comparable to a commercial device. The separation of branches in cyclic voltammetry increased with the scan rate, aligning with the literature. Cyclic voltammograms for the oxidation of ascorbic acid and polarization curves for carbon steel corrosion were obtained, consistent with reported data. In chronoamperometry, a linear relationship between current and glucose concentration was observed. The total cost of the potentiostat was less than $50, significantly lower than the over $250 cost of similar commercial equipment. The results show that the low-cost potentiostat has comparable performance and sensitivity to commercial devices at a substantially lower price. This makes it a viable and cost-effective tool for electrochemical studies in various fields such as analytical chemistry, materials science, and biochemistry.
Este trabalho aborda o design, a construção e a avaliação de um potenciostato de baixo custo com Arduino para estudos eletroquímicos. Seus resultados são comparados com um dispositivo comercial e a literatura, destacando sua relação custo-eficiência. Foram realizados experimentos de voltametria de varredura linear, voltametria cíclica, polarização e cronoamperometria para avaliar o desempenho do potenciostato. O equipamento mostrou uma resolução de potencial de 0,152 mV e de corrente de 1,52 µA, comparáveis às de um dispositivo comercial. A separação das ramas na voltametria cíclica aumentou com a velocidade de varredura, concordando com a bibliografia. Foram obtidos voltamogramas cíclicos para a oxidação de ácido ascórbico e curvas de polarização para a corrosão de aço carbono, consistentes com a literatura. Na cronoamperometria, observou-se uma relação linear entre a corrente e a concentração de glicose. O custo total do potenciostato foi inferior a 50$, significativamente menor do que os mais de 250$ de equipamentos comerciais similares. Os resultados demonstram que o potenciostato de baixo custo tem um desempenho e sensibilidade comparáveis aos equipamentos comerciais, a um preço consideravelmente menor. Isso o torna uma ferramenta viável e custo-eficiente para estudos eletroquímicos em diversos campos, como química analítica, ciência de materiais e bioquímica.
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