Herramienta para medir curva de polarización en culombios por segundo

La herramienta utilizada para medir una corriente de polarización (1 amperio = 1 coulomb por segundo) se llama potenciostato. Un potenciostato es un dispositivo esencial que se utiliza en los estudios de corrosión para investigar parámetros electroquímicos como la reducción, la oxidación y otras características químicas. Esta herramienta permite que un operador altere el potencial de una muestra de metal de manera controlada y mida la corriente que fluye a través de la celda electroquímica en función del potencial aplicado. (Para conocer otras herramientas, lea Evaluación de la corrosión: 8 pruebas de corrosión que ayudan a los ingenieros a mitigar la corrosión).

El potenciostato se llama así porque polariza el metal mediante un método potenciostático. Es decir, la polarización ocurre bajo condiciones controladas por potencial mientras se mide la corriente. Este dispositivo funciona controlando tres electrodos durante los experimentos electroanalíticos: un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un electrodo de referencia. Se mantiene un potencial en el electrodo de trabajo con respecto al electrodo de referencia ajustando la corriente en el contraelectrodo.

Estos tres electrodos se describen en detalle a continuación:

• El electrodo de trabajo es una muestra del metal corrosivo que se está estudiando. Por lo general, no es la estructura metálica real; más bien, es un espécimen pequeño con propiedades similares. En el electrodo de trabajo, se controla el potencial y se mide la corriente durante la polarización. Este electrodo puede ser de metal desnudo o revestido.
• El propósito del electrodo de referencia es actuar como referencia para medir y controlar el potencial del electrodo de trabajo sin que fluya corriente a través de él. Idealmente, el electrodo de referencia también debería tener un potencial constante a bajas densidades de corriente.
• El contraelectrodo (también llamado electrodo auxiliar) es el conductor que completa la celda electroquímica. Este es generalmente un conductor inerte como el grafito o el platino y está sumergido en el mismo electrolito que el electrodo de trabajo. En las sondas de campo, estos electrodos también pueden ser otra pieza del material del electrodo de trabajo.

Aunque los electrodos son los elementos más críticos del potenciostato, el dispositivo en sí también consta de un electrómetro, un convertidor I/E, un amplificador de control y un circuito de señal. Todos estos elementos son responsables de operaciones tales como mediciones de corriente y voltaje.

Realizar una Medición con un Potenciostato

Guía paso a paso para realizar una medición con un potenciostato:

1. Preparación de la celda electroquímica: La celda electroquímica debe estar limpia y seca antes de realizar la medición. También se debe asegurar que los electrodos estén en buenas condiciones y que estén colocados en la celda de forma adecuada.
2. Configuración del potenciostato: Se debe configurar el potenciostato con los parámetros adecuados para la medición que se desea realizar. Esto incluye la elección del tipo de experimento, la configuración de los parámetros eléctricos (como el rango de voltaje y la velocidad de barrido) y la selección del electrodo de referencia.
3. Conexión de la celda electroquímica: Conecte los cables de la celda electroquímica al potenciostato. Es importante asegurarse de que los cables estén conectados correctamente al electrodo de trabajo, el electrodo de referencia y el electrodo auxiliar.
4. Calibración del potenciostato: Antes de comenzar la medición, es importante calibrar el potenciostato. Esto se hace mediante la medición de una solución estándar de referencia, como una solución de sulfato ferroso-férrico (FeSO4/Fe2(SO4)3). La calibración ayuda a asegurarse de que el potenciostato esté midiendo con precisión los potenciales y las corrientes.
5. Inicio de la medición: Una vez que se ha calibrado el potenciostato, se puede comenzar la medición. El potenciostato aplicará un potencial externo a la celda electroquímica y medirá la corriente que fluye a través de ella. La medición se puede realizar en un solo punto o se puede barrer el rango de potencial a través del cual se está midiendo la corriente.
6. Análisis de los datos: Una vez que se ha completado la medición, se puede analizar la curva de polarización resultante. Esto puede incluir la identificación de los potenciales en los que ocurren cambios significativos en la corriente, la determinación de la resistencia eléctrica de la celda, o la identificación de cualquier otro comportamiento electroquímico importante.