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Séance de cours

Capteurs potentiométriques

Dans cours

MICRO-330: Capteurs

Principes physiques et électronique utilisés dans les capteurs. Applications des capteurs. ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes des capteurs potentiométriques, en se concentrant sur le couple redox, l'échange d'électrons, le potentiel d'équilibre et la loi de Nernst. Il traite également du mécanisme de travail des électrodes en verre, des membranes sélectives aux ions et des capteurs ISFET pour mesurer le pH et les concentrations d'ions.

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Enseignant·e·s (3)

Herbert Shea

Philippe Renaud

Philippe Renaud is Professor at the Microsystem Laboratory (LMIS4) at EPFL. He is also the scientific director of the EPFL Center of MicroNanoTechnology (CMI). His main research area is related to micronano technologies in biomedical applications (BioMEMS) with emphasis on cell-chips, nanofluidics and bioelectronics. Ph. Renaud is invloved in many scientifics papers in his research area. He received his diploma in physics from the University of Neuchâtel (1983) and his Ph.D. degree from the University of Lausanne (1988). He was postdoctoral fellow at University of California, Berkeley (1988-89) and then at the IBM Zürich Research Laboratory in Switzerland (1990-91). In 1992, he joined the Sensors and Actuators group of the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) at Neuchâtel, Switzerland. He was appointed assistant professor at EPFL in 1994 and full professor in 1997. In summer 1996, he was visiting professor at the Tohoku University, Japan. Ph. Renaud is active in several scientific committee (scientific journals, international conferences, scientific advisory boards of companies, PhD thesis committee). He is also co-founder of the Nanotech-Montreux conference. Ph. Renaud is committed to valorization of basic research through his involvement in several high-tech start-up companies.

Giovanni Boero

Source officielle

Concepts associés (31)

Ion-selective electrode

An ion-selective electrode (ISE), also known as a specific ion electrode (SIE), is a transducer (or sensor) that converts the change in the concentration of a specific ion dissolved in a solution into an electrical potential. The voltage is theoretically dependent on the logarithm of the ionic activity, according to the Nernst equation. Ion-selective electrodes are used in analytical chemistry and biochemical/biophysical research, where measurements of ionic concentration in an aqueous solution are required.

Électrode de référence

Une électrode de référence est une électrode qui maintient un potentiel pratiquement invariant dans les conditions prévalant dans une mesure électrochimique. Elle permet l'observation, la mesure ou le contrôle du potentiel de l'indicateur (ou de l'essai) ou de l'électrode de travail.On l'utilise en électrochimie pour étudier les propriétés d'oxydoréduction et en chimie analytique pour mesurer les concentrations d'espèces dissoutes dans une solution. Le potentiel de l'électrode de référence ne doit en aucun cas varier pendant la mesure.

PH-mètre

Un pH-mètre est un appareil, souvent électronique, permettant la mesure du pH d'une solution. Le pH-mètre est généralement constitué d'un boîtier électronique permettant l'affichage de la valeur numérique du pH et d'une sonde de pH constituée d'une électrode de verre permettant la mesure et d'une électrode de référence. Son fonctionnement est basé sur le rapport qui existe entre la concentration en ions (définition du pH) et la différence de potentiel électrochimique qui s'établit dans le pH-mètre une fois plongé dans la solution étudiée.

Potentiel d'inversion

Le potentiel d'inversion pour un canal ionique, ou plus généralement pour un courant ionique, est la valeur du potentiel de membrane pour laquelle le flux ionique est nul. Il s'agit en fait de la valeur de potentiel de membrane à laquelle une espèce ionique est en équilibre électro-osmotique. C’est-à-dire que pour ce potentiel de membrane, la force électrique due à la différence de potentiel de part et d'autre de la membrane et la force chimique due à la différence de concentration (ou force osmotique) sont égales et de sens opposés.

Potentiel hydrogène

Le potentiel hydrogène, noté pH, est une mesure de l'activité chimique des protons ou ions hydrogène en solution. Notamment, en solution aqueuse, ces ions sont présents sous forme d'ions hydronium (ion hydraté, ou ). Le pH sert à mesurer l’acidité ou la basicité d’une solution. Ainsi, dans un milieu aqueux à : une solution de pH = 7 est dite neutre ; une solution de pH < 7 est dite acide ; plus son pH diminue, plus elle est acide ; une solution de pH > 7 est dite basique ; plus son pH augmente, plus elle est basique.

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Séances de cours associées (33)

Fondements de l'électrochimie

Couvre les principes fondamentaux de l'électrochimie, en se concentrant sur le potentiel cellulaire, la production de courant et la relation entre la conversion du courant et des réactifs.

Potentiel membranaire : Mécanismes cellulaires MOOC: Mécanismes cellulaires des fonctions cérébrales

Explique le potentiel membranaire, les potentiels d'équilibre et le rôle des conductances ioniques dans la détermination du potentiel membranaire.

Cellule électrochimique : calcul du pH

Couvre le calcul du pH dans un scénario de cellules électrochimiques impliquant des électrodes de cuivre et d'hydrogène.

Électrochimie : Réactions Redox

Explore les principes de l'électrochimie, les réactions redox, le potentiel standard et les applications d'électrolyse.

Cellules galvaniques : Potentiel standard et effets de concentration

Explore les cellules galvaniques, les potentiels standard, les effets de concentration, les constantes d'équilibre et les pH-mètres dans les cellules de concentration.

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Concepts associés (31)

Ion-selective electrode

Électrode de référence

PH-mètre

Potentiel d'inversion

Potentiel hydrogène

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