Мини электролиттик клетка: 5 кадам

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

Мен инструменталдык химия курсум үчүн бул долбоордун үстүндө иштеп келе жатам. Менин максатым туздуу сууда катод тарабынан аныкталган чыңалууну өлчөө болчу. Мен дарылык шприцти колдонуу менен 1 мл инъекция менен болжол менен 6,6 М туздуу сууну коштум.

Жабдуулар

• Бүткөн цилиндр, көлөмдүк пипетка, микропипетр ж. Мен 0,2 мл белгилери бар дары шприцти колдондум.
• Микропроцессор, б.а. Arduino түзмөгү
• эркек-эркек жана аял-эркек зымдарынын ассортиментин
• эки аллигатор клип
• нан
• Чыңалуу бөлүштүргүч үчүн 10 кох резистор же окшош
• Электролиз үчүн идиш. Мен эски татымал идишти колдондум, ал абдан жакшы иштеди
• Катод менен анод электроддорун жасоо үчүн эки кагаз клип. Мен ошондой эле электроддорумду бекемирээк кармоо үчүн жана алардын бири -бирине же айнекке тийүүсүнө жол бербөө үчүн саманды бөлүктөргө бөлдүм.
• Туз тузу (NaCl)
• Кран суу

1 -кадам: Туз эритмеңизди даярдаңыз

Мен туздун өлчөмүн өлчөө үчүн аш кашыктан жана туз эритмесин жасоодо сууну өлчөө үчүн 50 мл белгилери бар өлчөөчү чөйчөктөн колдоном. Мен Clover Valley брендинин йоддолгон тузун колдондум. Мен 3 аш кашык тузду ченеп, тузду өлчөө чөйчөгүнө кошуп, өлчөө чөйчөгүн 250 мл суусунун суусуна толтурдум. 1 АКШ кашык болжол менен 14.7868 мл, ошондуктан 3 аш кашык болжол менен 44.3604 мл. Натрий хлоридинин тыгыздыгы 2,16 г/см^3. Мен NaCl массасын аныктоо үчүн көлөмүн жана тыгыздыгын көбөйтөм, ал 95,82 г болгон. NaCl молярдык массасы 58,44 г/моль, ошондуктан NaClдин молдери 1,64 моль болгон. 1.64 моль 250 мл же 0.250 л жалпы көлөмүнө бөлүнгөндө 6.56 М NaCl эритмеси пайда болгон. Сиздин колуңузда эч кандай кооз жабдуулар жок болсо, мен сиздин туздун үлгүсүнүн концентрациясын кантип табам.

2 -кадам: Электрохимиялык клетканы орнотуңуз

• Жогоруда айткандай, мен дарылык шприц менен туздуу сууну сайыш үчүн үстүндө кенен тешиги бар татымал идишти колдондум. Кандайдыр бир идиш иштеши керек, бирок электроддоруңузду жана эритмеңизди токтотуп, бири -бирине же контейнердин дубалдарына тийбеген жерге жайгаштыра билүү эң жакшы.
• Катодумду жана анодумду жасоо үчүн эки кагаз кыскычты ачып, түздөдүм. Мен да изолятордун ролун аткара турган каптоо жок экенине ынануу үчүн аларды кум менен сүртүп койдум. Мен саманды сегизде кесүү менен кичинекей түтүктөрдү жасадым. Мен саман түтүктөрдү аллигатордун клиптерин тиркегенде ордунда калуусун камсыз кылуу үчүн катод менен анод коюлган татымал банка тешиктерине колдондум. Сүрөт муну элестетүүгө жардам берет деп үмүттөнөбүз.
• Катод менен аноддун эритмесинде ушундай тереңдикте болушу эң жакшы.
• Электроддор жарым -жартылай сууга чөгүп кеткен жерге спайс идишине суу кошуп коюңуз, мен айтат элем сууга жок дегенде. Сиз идишке туз эритмесин куюп жатканда бир аз бөлмө калтыргыңыз келет.

3 -кадам: Сиздин Circuitry орнотуу

• Мен Adafruit Metro микропроцессорун колдондум, бирок рыноктогу микропроцессорлордун көбү ар кандай пин варианттарына окшош.

• Мен схеманы төмөнкүчө орноттум:

  • Зымды 5 В.га туташтыргыла, аллигатордун бир жагын экинчи учуна бекиткиле. Аллигатордун башка жагын электроддоруңуздун бирине тиркеңиз. Бул сиздин анод болот.
  • A0го зым туташтырып, экинчи учун тактаңызга туташтырыңыз. A0 жана тактаңызга туташкан зымга ылайык башка зымды кошуңуз.
  • Тактаңыздагы бул зымга 10 кОм резисторду туташтырыңыз. Резистордун экинчи учунда системаны жерге туташтыруу үчүн зымды колдонуңуз.
  • Башка зымды микропроцессорго жерге туташтырыңыз жана нан тактаңызга жерге туташкан башка зымыңыздын жанына.
  • Орнотуу үчүн сүрөттөрдү караңыз

4 -кадам: Кодду түзүңүз/текшериңиз жана жүктөңүз

Мен мисалдардын негиздери ReadAnalogVoltage астында Arduino тиркемесинде сакталган төмөнкү кодду колдондум. Бул иштеди деп үмүттөнөм. Маалыматтар мен күткөндөй болгон жок, анткени туздуу суу кошулган сайын чыңалуу азайган. Мен коддун максаты жөнүндө дагы бир аз ойлонуп көрдүм жана системага кошулган 5 В баштапкы чыгарылышын чыгарып салуу менен оңдолгон чыңалууну чечтим. Мен андан кийин концентрацияны (эсептелген- кийинки кадамда сүйлөшөм) жана оңдолгон чыңалууну пайдаланып калибрлөө ийри сызыгын түздүм, ал азыр туз кошулганда чыңалуу жогорулап баратканын көрсөтөт. Эгер кимдир бирөө менин кайсы жерден ката кетиргеним жөнүндө кеңеши болсо, мага кабарлаңыз.

Кызыктуусу, мен катодду же анодду чечкен сайын сериялык монитор 5,00 В чыгымын окуду.

5 -кадам: маалыматтарды талдоо

• Ар бир инъекцияга кошулган туздун концентрациясы туз эритмеңиздин молярдуулугун сайынуу көлөмүнө көбөйтүү аркылуу табылат (б.а. 1 мл = 0,001 л), анан жалпы көлөмгө бөлүү (андыктан 250 мл = 0,250 менен баштайлы дейли. L, биринчи саюу үчүн жалпы көлөмү 0,251 L). Сиз концентрацияны (0.001L*molarity)/(жалпы көлөмү же 0.251 L) бөлүү менен эсептейсиз.
• Туз эритмесин кошкондон кийин үлгү эритмесинин концентрациясын эсептөө.
• Мен чыңалууну баштапкы 5,00 В.дан баштап чыгаруу чыңалуусун алып салуу менен оңдогом. Бул мага күткөн концентрация менен чыңалуунун оң калибрлөө ийрисин берди, анткени эритмеге электролит кошуу эритменин каршылыгын төмөндөтүп, токтун агышына жол бериши керек. кыйла натыйжалуу.
• Эскертүү: менин графиктерим үчүн сызыктуу диапазон коркунучтуу. Мен NaCl эритмесин бир топ аз концентрацияда же кичине сайынуу көлөмүн колдонуп сунуштайм. Мен эксперименттин башталышында максималдуу түрдө аныктадым.
• Башка иондук туздар сууда ээрип, ушул эле жол менен колдонулушу мүмкүн. Эгер менде болгондо, эпсом тузу менен сыноолорду өткөрмөкмүн.

Шилтемелер:

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

Бул баракчалар мага туздун эритмесине электр энергиясынын концентрациясы жогорулаганда кошулганда чыңалуу кантип өзгөрүшүн күтүүгө жардам берерин түшүнүүгө жардам берди.