Kağız Kromatoqrafiyası/Arduino ilə UV-Vis Təcrübəsi: 10 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Bu təcrübə Ultraviyole Görünən (UV-Vis) spektroskopiyasına bənzər bir texnikadan istifadə edərək kağız xromatoqrafiya təcrübəsi aparmaq və nəticələrini təhlil etmək üçün ev əşyaları ilə birlikdə Arduino mikroprosessorundan istifadə edir. Bu təcrübə, HPLC (Yüksək Performanslı Maye Xromatoqrafiya) alətinin xromatoqrafik ayırma və UV-Vis aşkarlanması kimi bir neçə aspektini təkrarlamaq məqsədi daşıyır. Bu təcrübə ilə Arduino mikroprosessoru haqqında bir çox elmi texnikanı öyrənəcəksiniz.

Addım 1: Video nümayişi

Addım 2: Məqsəd

Bu təcrübənin məqsədi bir HPLC cihazının bəzi funksiyalarını təkrarlamaqdır. HPLC birləşmələri maye xromatoqrafiya yolu ilə ayırır və detektor olaraq UV-Vis istifadə edir. Bu təcrübədə bu iki funksiya ayrıca yerinə yetiriləcək. Kağız kromatoqrafiyası, HPLC daxilində maye xromatoqrafiyanı təmsil edəcək və qida boyalarının qarışıqlarını ayırmaq üçün istifadə ediləcək. Ayrılan boyalar daha sonra UV-Vis spektroskopiyasına bənzər bir texnika ilə analiz ediləcək nümunələr yaratmaq üçün istifadə ediləcək. UV-Vis cihazının sadələşdirilmiş versiyası yaradılacaq və bu HPLC detektorunu təmsil edəcək. Bu təcrübə ilə xromatoqrafiya, UV-Vis spektroskopiyası, HPLC cihaz funksiyaları və Arduino Uno mikroprosessoru haqqında məlumat əldə edəcəksiniz.

Addım 3: Bu Təchizatları Toplayın

Kağız Kromatoqrafiya Təchizatları:

• Kağız dəsmal (rulon başına ~ 1-2 dollar)
• Kürdan (hər qutuda ~ 3 dollar)
• Yemək rəngləri (hər qutuda ~ 4 dollar)
• İzopropil (sürtən) spirt (şüşə başına ~ 3 dollar)
• Zımbalı
• Qələm
• Hökmdar
• Kubok
• Su
• Qayçı
• Plastik sarğı

Arduino təchizatı:

• Arduino Uno və ya oxşar mikroprosessor (~ 15 dollar)
• Fotoresistor
• Rezistor (10 K ohm)
• Tellər (kişi-kişi)
• Çörək paneli (~ 5 dollar)

Alət Təchizatları:

• Fənər
• Bu nümunədə istifadə olunan bir növ şəffaf şüşə boru - şüşə şpris
• Ortasında çuxur olan strafor parçası
• Tualet kağızı rulonu
• Yapışqan bant

Addım 4: Kağız Kromatoqrafiyasını həyata keçirin və Nümunələr yaradın

Kağız xromatoqrafiyası:

1. Kağız dəsmaldan təxminən 4x6 düymlük düzbucaqlı kəsin.
2. Bir qələm və cetvel istifadə edərək, kağız dəsmalın alt kənarından 1 düym uzun kənarına paralel düz bir xətt çəkin.
3. Qələm istifadə edərək X -ləri bu xətt boyunca təxminən 1/2 ilə 3/4 düym aralığında çəkin.
4. Qida rəngləmə qarışıqları yaradın (mavi+sarı, mavi+qırmızı, qırmızı+sarı).
5. Bir diş çubuğu istifadə edərək, qida rəng qarışıqlarını və təmiz qida rənglərini çəkilmiş X -lərin üzərinə çəkin. Hər rəng və ya qarışıq öz X -nin üzərinə qoyulacaq. Qurudulmasına icazə verin.
6. Qısa dəsmalları silindr halına salın və qısa tərəfləri bir araya gətirin. Kağız dəsmalın iki tərəfi arasında kiçik bir boşluq buraxaraq bu silindiri bir -birinə yapışdırın.
7. Yaratdığınız silindrə uyğun bir fincana təxminən 1/4 düym su əlavə edin.
8. Silindrini nöqtəli tərəfi suya ən yaxın olan fincana qoyun.
9. Suyun kağız dəsmala hopduğunu görəcəksiniz və qida rəngləri kağız dəsmalın üstünə keçməyə başlayacaq.
10. Kağız havlu üzərindəki su xətti yuxarıdan təxminən 3/4 düymə çatdıqda, kağız dəsmalını kubokdan çıxarın. Zımbaları çıxarın və başqa bir kağız dəsmalla düz bir şəkildə qurudun.

Nümunələrin yaradılması:

1. Kağız dəsmal quruduqdan sonra həm qarışıqlardan, həm də təmiz qida boyalarından fərqli rəngli ləkələri kəsin.
2. Bu kəsilmiş ləkələri izopropil (sürtmə) spirtinə əlavə edin.
3. Bunu plastik bir sarğı ilə örtün və rəngin çox hissəsi kağız dəsmaldan çıxana qədər isladın.
4. UV-Vis spektroskopiyası ilə analiz ediləcək nümunələr bunlar olacaq.

Addım 5: Elektronikanı yığın

Dövrə diaqramından və lövhənin quraşdırma görüntüsündən sonra çörək lövhəsini Arduino'ya bağlayın.

Arduinoda aşağıdakılardan istifadə edəcəksiniz:

• 5 V çıxış
• Zəmin
• A0 çıxışı

Aşağıdakı hissələrdən istifadə edəcəksiniz:

• Kişi-kişi telləri
• 10 K ohm müqavimət
• Fotoresistor

Addım 6: Aləti yığın

1. Nümunə tutucu yaradın

   • Nümunənizi tutmaq üçün ortasında böyük bir çuxur olan bir strafor istifadə edin.
   • Straforun yanlarında fotorezistoru yerləşdirmək üçün kifayət qədər böyük olan deliklər açın. Digər çuxur işıq girişi olacaq.
   • Deliklərdən birində fotorezistor ilə lövhəyə qoyun.

2. Ətrafdakı işığın qarşısını almaq üçün bir boru yaradın

   • Tualet kağızı rulonu və yapışqan lent istifadə edərək üst ucunu bağlayın.
   • İstenmeyen işığın miqdarını azaltmaq üçün ölçmə apararkən bu, nümunə tutucunun üzərində oturacaq.

Addım 7: Aləti proqramlaşdırın

1. Verilən kodu istifadə edin (UV_Vis_readings).
2. Kodu doğrulayın.
3. Kodu Arduinoya yükləyin.
4. Fotorezistor işığa məruz qaldıqda daha böyük ədədlərin, rezistor qaranlıqda isə daha kiçik ədədlərin olub olmadığını görərək serial monitor funksiyasının işlədiyini yoxlayın.

Addım 8: Aləti sınayın

1. İzopropil spirti şüşə boruya və ya şprisə qoyun.
2. Tüpü strafordakı deliklər ilə üst -üstə düşdüyündən əmin olaraq nümunə tutucusuna qoyun.
3. İşığın deliklərdən birinə daxil olması ilə fənəri yerləşdirin.
4. Əlavə işığın qarşısını almaq üçün tualet kağızı rulonunu yuxarıya qoyun.
5. SerialMonitor'u yandırın və sabit olduqda ölçməni qeyd edin.
6. Bu dəyər ötürücüdür, lakin çevrilmə lazımdır.
7. Həqiqi keçiriciliyi (T) əldə etmək üçün dəyəri (5/1024) ilə vurun.
8. Absorbans əldə etmək üçün aşağıdakı hesablamanı aparın: Absorbans = log (1/T).
9. Blankın dəyəri budur.
10. Ayrılan hər bir nümunə üçün 1-8 addımları təkrarlayın.
11. Arxa işığı nəzərə almaq üçün boşluğun absorbansını bu dəyərlərdən çıxarın.
12. Absorbansları müqayisə edin - Hər hansı bir tendensiya görürsünüzmü? Daha sıx nöqtələr absorbansda daha yüksək və ya aşağı idi?

Addım 9: Təkmilləşdirmələr

Fərqli materiallar:

• Qəhvə filtrləri kağız dəsmallar üçün yaxşı bir əvəz olardı.
• Bir LED ampul, bir fənər əvəzinə mənbə işığı olaraq istifadə etmək üçün koda proqramlaşdırıla bilər.
• Şüşə şprisin yerinə test boruları istifadə edilə bilər.

Ayrılığın yaxşılaşdırılması:

Qida rənglərinin ayrılmasını yaxşılaşdırmaq üçün kağız kromatoqrafiyası zamanı fərqli həlledicilərdən istifadə edilə bilər. Bu, qida rəng qarışıqlarında rənglərin ayrılmasını hansı həlledicilərin daha aydın etdiyini görməklə yoxlanıla bilər. Solvent qarışıqlarının fərqli nisbətləri də sınaqdan keçirilə bilər

Daha çox müraciət:

• Bənzər bir təcrübə, piqmentləri bitkilərdən ayıraraq həyata keçirilə bilər.
• Digər rəngli maddələr də sınaqdan keçirilə bilər.

Addım 10: İstinadlar

Bu layihənin ilham mənbəyi aşağıdakı mənbələrdən gəldi:

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

www.scientificamerican.com/article/chromat…

Lövhənin qurulması və kodu üçün ilham mənbəyi gəldi:

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

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