Mini elektrolitik hujayra: 5 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Men "Instrumental kimyo" kursi uchun ushbu loyiha ustida ishlayapman. Mening maqsadim sho'r suvda katod tomonidan aniqlangan kuchlanishni o'lchash edi. Men dorivor shprits yordamida 1 ml in'ektsiya bilan taxminan 6,6 M tuzli suv qo'shdim.

Ta'minotlar

• Ovozni o'lchash uchun gradusli silindr, volumetrik pipet, mikropipetter va boshqalar. Men 0,2 ml markali dori shpritsidan foydalandim.
• Mikroprotsessor, ya'ni Arduino qurilmasi
• erkak-erkak va ayol-erkak simlarining assortimenti
• ikkita alligator klipi
• non taxtasi
• 10 kohmli qarshilik yoki shunga o'xshash kuchlanish bo'luvchi
• Elektroliz uchun idish. Men eski ziravorlar idishini ishlatardim va bu juda yaxshi ishladi
• Katod va anod elektrodlarini tayyorlash uchun ikkita qog'oz qisqich. Men, shuningdek, elektrodlarimni mahkamroq ushlab turish va ularning bir -biriga yoki oynaga tegishiga yo'l qo'ymaslik uchun somonni bo'laklarga ajratdim.
• Osh tuzi (NaCl)
• Musluk suvi

1 -qadam: Tuzli eritmani tayyorlang

Men tuz miqdorini o'lchash uchun osh qoshiqdan va tuz eritmasini tayyorlashda suvni o'lchash uchun 50 ml o'lchagichdan foydalanardim. Men Clover Valley brendining yodlangan tuzidan foydalandim. Men 3 osh qoshiq tuzni o'lchadim, tuzni o'lchash stakaniga qo'shdim va o'lchash kosasini 250 ml musluk suvi bilan to'ldirdim. 1 osh qoshiq taxminan 14.7868 ml ni tashkil qiladi, shuning uchun 3 osh qoshiq taxminan 44.3604 ml ni tashkil qiladi. Natriy xloridning zichligi 2,16 g/sm^3. NaCl massasini aniqlash uchun hajmi va zichligini ko'paytirdim, bu 95,82 g edi. NaCl ning molyar massasi 58,44 g/mol, shuning uchun NaCl mollari 1,64 mol edi. 1,64 mol 250 ml yoki 0,250 L umumiy hajmiga bo'linib, 6,56 M NaCl eritmasi paydo bo'ldi. Agar sizning ixtiyoringizda chiroyli uskunalar bo'lmasa, men sizning tuz namunangiz kontsentratsiyasini shunday topaman.

2 -qadam: elektrokimyoviy hujayrani o'rnating

• Yuqorida aytib o'tganimdek, men dorivor shprits bilan tuzli suv quyish uchun tepasida etarlicha keng teshiklari bo'lgan ziravorli idishni ishlatardim. Har qanday turdagi idish ishlashi kerak, lekin elektrodlaringiz va eritmalaringizni to'xtatib qo'yish va ularni bir -biriga yoki idishning devorlariga tegmaydigan joyga joylashtirish imkoniyatiga ega bo'lish yaxshidir.
• Katod va anod yasash uchun ikkita qog'oz qisqichni ochdim va to'g'riladim. Bundan tashqari, izolyator vazifasini bajaradigan qoplamaning yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun ularni zımpara bilan silliqladim. Somonni sakkizdan birida kesib kichik quvurlar yasadim. Somon naychalarini alligator qisqichlarini biriktirganimda joyida qolishi uchun katod va anod joylashtirilgan ziravorlar idishi teshiklaridan foydalanardim. Umid qilamanki, rasm buni vizualizatsiya qilishga yordam beradi.
• Eritmada katod va anod bir xil chuqurlik darajasida bo'lishi yaxshiroqdir.
• Ziravorlar idishiga suv qo'shing, bu erda elektrodlar qisman suvga botiriladi, men aytgan suvda kamida bir sm. Siz idishga tuz eritmasini yuborganingizda, siz bo'sh joy qoldirishni xohlaysiz.

3 -qadam: O'chirish tizimini sozlang

• Men Adafruit Metro mikroprotsessoridan foydalandim, lekin bozorda ko'p mikroprotsessorlar har xil pin variantlariga o'xshash.

• Men sxemani quyidagicha o'rnatdim:

  • Simni 5 V ga ulang. Alligator qisqichining bir tomonini boshqa uchiga ulang. Alligator qisqichining boshqa tomonini elektrodlaringizdan biriga ulang. Bu sizning anodingiz bo'ladi.
  • A0 ga simni ulang va boshqa uchini taxtangizga ulang. A0 va kartangizga ulangan simga mos keladigan boshqa simni qo'shing.
  • Kengashingizdagi ushbu simga 10 kOhmlik rezistorni ulang. Rezistorning boshqa uchida tizimni erga ulash uchun simdan foydalaning.
  • Boshqa simni mikroprotsessoringizdagi erga ulang va boshqa taxtangizga ulangan simingiz yoniga ulang.
  • O'rnatish uchun rasmlarga qarang

4 -qadam: kodni tuzing/tekshiring va yuklang

ReadAnalogVoltage misollari asoslari ostida Arduino ilovasida saqlangan quyidagi kodni ishlatganman. Umid qilamanki, bu ishladi. Ma'lumot men kutgandek emas edi, chunki sho'r suv qo'shilsa, kuchlanish pasayadi. Men kodning maqsadi haqida bir oz o'ylab ko'rdim va tizimga qo'shilgan asl 5 V dan chiqishni chiqarib, to'g'rilangan kuchlanishni bajarishga qaror qildim. Keyin men konsentratsiyani (hisoblab chiqdim- keyingi bosqichda gaplashaman) va tuzatilgan kuchlanishni ishlatib, kalibrlash egri chizig'ini tuzdim, bu esa tuzning qo'shilishi bilan kuchlanishni oshiradi. Agar kimdir qaerda xato qilishim mumkinligi haqida maslahat bersa, menga xabar bering.

Qizig'i shundaki, men katodni yoki anodni yechimdan chiqarganimda, ketma -ket monitor 5,00 V kuchlanishni o'qiydi.

5 -qadam: ma'lumotlarni tahlil qilish

• Har bir in'ektsiya uchun qo'shilgan tuzning kontsentratsiyasi tuz eritmasining molyarligini in'ektsiya hajmiga (ya'ni 1 ml = 0,001 l) ko'paytirish va keyin umumiy hajmga bo'lish orqali aniqlanadi (aytaylik, siz 250 ml = 0,250 dan boshlaysiz). L, birinchi in'ektsiya uchun umumiy hajmi 0,251 L). Keyin konsentratsiyani (0,001L*molyarlik)/(umumiy hajmi yoki 0,251 L) bo'lish orqali hisoblab chiqasiz.
• Har bir tuz eritmasi qo'shilgandan keyin namuna eritmasining konsentratsiyasini hisoblang.
• Chiqish kuchlanishini dastlabki 5,00 V dan chiqarib, kuchlanishni to'g'riladim, bu men kutgan kuchlanish va kontsentratsiyaning ijobiy kalibrlash egri chizig'ini berdi, chunki eritmada elektrolit qo'shilishi eritmaning qarshiligini kamaytirishi va oqimning oqishiga imkon berishi kerak. yanada samarali.
• Eslatma: mening grafikalarim uchun chiziqli diapazon dahshatli. Men NaCl eritmasini juda kichik konsentratsiyali yoki kichikroq in'ektsiya hajmidan foydalanishni tavsiya qilaman. Tajribaning boshida men aniqladim.
• Boshqa ionli tuzlarni suvda eritib, xuddi shu usulda ishlatish mumkin. Agar menda bo'lsa, men epsom tuzi bilan sinovlar o'tkazgan bo'lardim.

Manbalar:

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

Bu sahifalar, kontsentratsiyasining oshishi bilan tuz eritmasiga elektr energiyasi qo'shilganda, kuchlanish qanday o'zgarishini kutishimni tushunishga yordam berdi.