Кагаз хроматографиясы/UV-Vis эксперименти Arduino менен: 10 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Бул эксперимент Arduino микропроцессорун колдонот, үй тиричилиги менен бирге кагаз хроматография экспериментин жүргүзөт жана Ultraviolet-Visible (UV-Vis) спектроскопиясына окшош ыкманы колдонуу менен анализдерди талдайт. Бул эксперимент HPLC (High Performance Liquid Chromatography) инструментинин хроматографиялык бөлүү жана UV-Vis аныктоо сыяктуу бир нече аспектилерин кайталоого багытталган. Сиз бул эксперимент менен көптөгөн илимий ыкмаларды үйрөнөсүз, ошондой эле Arduino микропроцессорун үйрөнөсүз.

1 -кадам: Видео демонстрация

2 -кадам: Максат

Бул эксперименттин максаты - HPLC инструментинин айрым функцияларын кайталоо. HPLC суюк хроматография аркылуу кошулмаларды ажыратат жана UV-Vis детектору катары колдонот. Бул экспериментте бул эки функция өзүнчө аткарылат. Кагаз хроматографиясы HPLC ичиндеги суюк хроматографияны билдирет жана тамак -аш боекторунун аралашмаларын бөлүү үчүн колдонулат. Бөлүнгөн боектор андан кийин UV-Vis спектроскопиясына окшош техниканын жардамы менен анализдене турган үлгүлөрдү түзүү үчүн колдонулат. UV-Vis инструментинин жөнөкөйлөтүлгөн версиясы түзүлөт жана бул HPLC детекторун билдирет. Бул эксперимент менен сиз хроматография, UV-Vis спектроскопиясы, HPLC приборлорунун функциялары жана Arduino Uno микропроцессору жөнүндө биле аласыз.

3 -кадам: Бул материалдарды чогултуу

Кагаз хроматографиясынын материалдары:

• Кагаз сүлгү (~ 1-2 доллар түрмөк)
• Тиш чукугучтар (бир кутуга ~ 3 доллар)
• Тамак -аш түстөрү (бир кутуга ~ 4 доллар)
• Изопропил спирти (бөтөлкөгө ~ 3 доллар)
• Степлер
• Карандаш
• Башкаруучу
• Cup
• Суу
• Кайчы
• Пластикалык пленка

Arduino жабдыктары:

• Arduino Uno же ага окшош микропроцессор (~ $ 15)
• Photoresistor
• Резистор (10 K Ом)
• Зымдар (эркек-эркек)
• Нан тактасы (~ $ 5)

Аспап жабдыктары:

• Чырак
• Тунук айнек түтүктүн бир түрү - бул мисалда колдонулган айнек шприц
• Ортосунда тешиги бар полистирол бөлүгү
• Даарат кагазынын түрмөгү
• Лента

4 -кадам: Кагаз хроматографиясын аткарыңыз жана үлгүлөрдү түзүңүз

Кагаз хроматографиясы:

1. Кагаз сүлгүдөн болжол менен 4х6 дюймдук тик бурчтукту кесип алыңыз.
2. Карандашты жана сызгычты колдонуп, кагаз сүлгүнүн узун четине 1 дюйм астынан параллель түз сызык чийиңиз.
3. Карандашты колдонуп, Xsти бул сызык боюнча болжол менен 1/2 дан 3/4 дюймга чейин чийиңиз.
4. Тамак -аш боёкторунун аралашмаларын түзүңүз (көк+сары, көк+кызыл, кызыл+сары).
5. Тиш чукугучту колдонуп, тамактардын түстүү аралашмаларын жана таза тамак -аштын түстөрүн тартылган Xлерге чийип коюңуз. Ар бир түс же аралашма өзүнүн X. чекитине кургатылат.
6. Кыска жактарын бириктирип, кагаз сүлгүнү цилиндрге айлантыңыз. Бул цилиндрди кагаз сүлгүнүн эки тарабынын ортосунда кичинекей боштук калтырып, степле.
7. Болжол менен 1/4 дюйм сууну өзүңүз жасаган цилиндрге туура келүүчү чөйчөккө кошуңуз.
8. Цилиндрди чөйчөккө сууга эң жакын чекит менен салыңыз.
9. Сиз кагаз сүлгүгө сиңип калганын көрөсүз жана тамактын түсү кагаз сүлгүгө карай жыла баштайт.
10. Качан кагаз сүлгүдөгү суу линиясы жогору жактан 3/4 дюймга жеткенде, кагаз сүлгүнү чөйчөктөн алып салыңыз. Степлерди алып салып, башка кагаз сүлгүгө тегиз кургатууга уруксат бериңиз.

Үлгүлөрдү түзүү:

1. Кагаз сүлгү кургатылган соң, аралашмадан жана таза тамак -аш боекторунан түрдүү түстөгү тактарды кесип салыңыз.
2. Бул тактарды изопропил (сүрүлүүчү) спиртке кошуңуз.
3. Муну полиэтилен пленкасы менен жаап, түстүн көбү кагаз сүлгүдөн алынгыча чылап коюңуз.
4. Бул UV-Vis спектроскопиясынын жардамы менен анализденүүчү үлгүлөр болот.

5 -кадам: Электрониканы чогултуу

Райондук схемадан жана тактанын орнотуу сүрөтүнөн кийин, нан тактасын Arduinoго зымдап бериңиз.

Сиз Arduinoдо төмөнкүлөрдү колдоносуз:

• 5 V чыгаруу
• Жер
• A0 чыгаруу

Сиз төмөнкү бөлүктөрдү колдоносуз:

• Эркек-эркек зымдары
• 10 к ом резистору
• Photoresistor

6 -кадам: Аспапты чогултуу

1. Үлгү кармагычты түзүңүз

   • Үлгүңүздү кармап туруу үчүн борборунда тешиги бар полистирол бөлүгүн колдонуңуз.
   • Стирол көбүктүн капталдарында фоторезисторду жайгаштыруу үчүн жетишерлик чоң тешиктер бар. Башка тешик жарыктын кириши болот.
   • Муну тешиктердин биринде фоторезистор менен тактага орнотуңуз.

2. Жарыкты өчүрүү үчүн түтүк жасаңыз

   • Даарат кагазынын түрмөгүн жана скотчту колдонуңуз.
   • Бул керексиз жарыктын көлөмүн азайтуу үчүн өлчөө жүргүзүүдө үлгү кармоочунун үстүнө отурат.

7 -кадам: Аспапты программалоо

1. Берилген кодду колдонуңуз (UV_Vis_readings).
2. Кодду текшериңиз.
3. Кодду Arduinoго жүктөңүз.
4. Сериялык монитордун функциясы фоторезистор жарыкка тийгенде чоңураак сандар бар экенин жана каршылыгы караңгыда кичине сандар бар экендигин текшерүү менен иштеп жаткандыгын текшериңиз.

8 -кадам: Аспапты сыноо

1. Изопропил спиртин айнек түтүккө же шприцке салыңыз.
2. Түтүктү үлгү кармагычка салыңыз, ал стирофолдун тешиктерине туура келерин текшериңиз.
3. Жарык менен тешиктердин бирине кирген фонарик.
4. Кошумча жарыкты болтурбоо үчүн ажаткана кагазын үстүнө коюңуз.
5. SerialMonitorду күйгүзүңүз жана өлчөөнү туруктуу болгондон кийин жазыңыз.
6. Бул маани өткөрүмдүүлүк, бирок кайра айландырылышы керек.
7. Чыныгы өткөргүчтүктү (T) алуу үчүн маанини (5/1024) көбөйтүңүз.
8. Абсорбция алуу үчүн төмөнкү эсептөөнү аткарыңыз: Абсорбция = log (1/T).
9. Бул боштуктун мааниси.
10. Ар бир бөлүнгөн үлгү үчүн 1-8 кадамдарды кайталаңыз.
11. Боштуктун абсорбциясын бул маанилерден алып, фон жарыгын эске алыңыз.
12. Абсорбцияларды салыштырыңыз - Сиз кандайдыр бир тенденцияны көрүп жатасызбы? Күчтүү тактар абсорбцияда жогору же төмөн болгонбу?

9 -кадам: жакшыртуулар

Ар кандай материалдар:

• Кофе чыпкалары кагаз сүлгү үчүн жакшы алмаштыруу болмок.
• LED лампочкасын фонариктин ордуна, булак катары колдонуу үчүн кодго программалоого болот.
• Айнек шприцтин ордуна пробиркалар колдонулушу мүмкүн.

Бөлүнүүнү жакшыртуу:

Кагаз хроматографиясында тамактын түсүн ажыратууну жакшыртуу үчүн ар кандай эриткичтерди колдонсо болот. Муну кандай эриткичтер тамактын түстүү аралашмаларындагы түстөрдүн бөлүнүшүн айкын кылганын көрүү менен текшерсе болот. Эритүүчү аралашмалардын ар кандай катышы да текшерилиши мүмкүн

Дагы колдонмолор:

• Окшош экспериментти пигменттерди өсүмдүктөрдөн ажыратуу аркылуу жасаса болот.
• Башка түстүү заттарды да текшерсе болот.

10 -кадам: Шилтемелер

Бул долбоорго илхам төмөнкү булактардан келген:

www.purdue.edu/science/science-express/lab…

www.scientificamerican.com/article/chromat…

Такта орнотуу жана код үчүн илхам келген:

www.instructables.com/id/How-to-use-a-phot…

create.arduino.cc/projecthub/Ayeon0122/rea…