Mini Elektrolitik Hüceyrə: 5 addım

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

Instrumental Kimya kursum üçün bu layihə üzərində işləyirəm. Məqsədim duzlu suda bir katod tərəfindən aşkar edilən gərginliyi ölçmək idi. Dərman şprisindən istifadə edərək 1 ml inyeksiya ilə təxminən 6,6 M duzlu su əlavə etdim.

Təchizat

• Həcmi ölçmək üçün məzun silindr, həcmli pipet, mikropipetter və s. 0.2 ml işarəsi olan bir dərman şprisindən istifadə etdim.
• Mikroprosessor, yəni Arduino cihazı
• kişidən kişiyə və dişi kişidən tellərin çeşidi
• iki timsah klipi
• çörək taxtası
• Gərginlik bölücü üçün 10 kohm rezistor və ya buna bənzər
• Elektroliz üçün gəmi. Köhnə bir ədviyyat kavanozundan istifadə etdim və bu çox yaxşı işləyir
• Katod və anod elektrodları hazırlamaq üçün iki kağız klip. Elektrodlarımı daha etibarlı bir yerdə tutmaq və bir -birlərinə və ya şüşəyə toxunmalarının qarşısını almaq üçün bir saman da hissələrə ayırdım.
• Masa duzu (NaCl)
• Musluk suyu

Addım 1: Tuz Həllinizi Hazırlayın

Duz miqdarını ölçmək üçün yemək qaşığı və duz məhlulu hazırlayarkən suyu ölçmək üçün 50 ml işarəsi olan bir ölçmə qabından istifadə etdim. Clover Valley markalı yodlaşdırılmış duzdan istifadə etdim. 3 xörək qaşığı duz ölçdüm, duzu bir ölçmə qabına əlavə etdim və ölçmə qabını 250 ml -ə qədər musluk suyu ilə doldurdum. 1 ABŞ kaşığı təxminən 14.7868 ml -dir, buna görə 3 osh qaşığı təxminən 44.3604 ml -dir. Sodyum xloridin sıxlığı 2.16 q/sm^3 -dir. 95.82 q olan NaCl kütləsini təyin etmək üçün həcmi və sıxlığı vurdum. NaCl -in molar kütləsi 58.44 g/mol təşkil edir, buna görə də NaCl molları 1.64 mol idi. Ümumi həcmi 250 ml və ya 0.250 L olan 1.64 mol 6.56 M NaCl məhlulu ilə nəticələndi. Əlinizdə heç bir xülya avadanlığınız yoxdursa, duz nümunənizin konsentrasiyasını necə tapmaq olar.

Addım 2: Elektrokimyəvi Hüceyrəni Qurun

• Daha əvvəl dediyim kimi, müalicəvi şprislə duzlu su vurmaq üçün yuxarıda kifayət qədər geniş deşikləri olan bir ədviyyat bankasından istifadə etdim. İstənilən növ gəmi işləməlidir, amma elektrodlarınızı və məhlulunuzu dayandıra bilmək və onları bir -birinə və ya qabın divarlarına toxunmadığı yerə yerləşdirə bilmək ən yaxşısıdır.
• Katodumu və anodumu düzəltmək üçün iki kağız klipi açıb düzəltdim. İzolyasiya rolunu oynayacaq heç bir örtük olmadığından əmin olmaq üçün onları zımpara ilə də cilaladım. Bir saman səkkizdə kəsərək kiçik borular düzəltdim. Timsah kliplərini bağladığımda yerlərində qalmalarını təmin etmək üçün saman borularını katot və anodun yerləşdirildiyi ədviyyat kavanozu deliklərində istifadə etdim. Ümid edirik ki, şəkil bunun görselleştirilmesine kömək edəcək.
• Katod və anodun həllində oxşar bir dərinlikdə olması ən yaxşısıdır.
• Ədviyyat bankasına su əlavə edin ki, elektrodlar qismən suya batır. Gəmiyə duz məhlulu vurduğunuzda bir az yer buraxmaq istəyirsiniz.

Addım 3: Dövrənizi qurun

• Adafruit Metro mikroprosessorundan istifadə etdim, amma bazarda olan əksər mikroprosessorlar fərqli pin seçimlərinə bənzəyir.

• Dövrəni aşağıdakı kimi qurdum:

  • Bir teli 5 V -ə qoşun. Timsah klipinin bir tərəfini digər ucuna yapışdırın. Timsah klipinin digər tərəfini elektrodlarınızdan birinə yapışdırın. Bu sizin anodunuz olacaq.
  • A0 -a bir tel bağlayın və digər ucunu lövhəyə bağlayın. A0 və lövhənizə bağlı olan telə uyğun olaraq başqa bir tel əlavə edin.
  • Lövhənizdəki bu telə 10 kOhm rezistor bağlayın. Rezistorun digər ucunda sistemi yerə bağlamaq üçün bir tel istifadə edin.
  • Mikroprosessorunuzu başqa bir məftilə və çörək lövhənizdəki yerə qoşulmuş digər telin yanına bağlayın.
  • Quraşdırmaq üçün fotoşəkillərə baxın

Addım 4: Kodu tərtib edin/yoxlayın və yükləyin

ReadAnalogVoltage nümunələri nümunələri altında Arduino tətbiqində saxlanılan aşağıdakı kodu istifadə etdim. Ümid edirəm bu işlədi. Duzlu su əlavə olunduqca gərginlik azaldığından məlumatlar gözlədiyim kimi deyildi. Kodun məqsədi haqqında bir az daha düşündüm və sistemə əlavə edilmiş orijinal 5 V -dan çıxarılaraq düzəldilmiş bir gərginlik etməyə qərar verdim. Daha sonra konsentrasiyanı (hesablanır- növbəti addımda danışacağam) və düzəldilmiş gərginliyi istifadə edərək bir kalibrləmə əyrisi hazırladım ki, bu da duzun əlavə edilməsi ilə gərginliyin artdığını göstərir. Səhv edə biləcəyim yerlə bağlı bir məsləhətiniz varsa, mənə bildirin.

Maraqlıdır ki, ya katodu, ya da anodu həlldən çıxardığım zaman serial monitor 5.00 V -luq bir çıxış oxuyurdu.

Addım 5: Məlumatların təhlili

• Hər bir inyeksiya üçün əlavə olunan duz konsentrasiyası, duz məhlulunuzun molyarlığını enjeksiyon həcminə (yəni 1 ml = 0.001 L) vuraraq və sonra ümumi həcmə bölməklə (250 ml = 0.250 ilə başladığınızı deyək. L, ilk enjeksiyonun ümumi həcmi 0,251 L). Daha sonra (0.001L*molarite)/(ümumi həcm və ya 0.251 L) bölməklə konsentrasiyanı hesablayacaqsınız.
• Hər bir duz məhlulu əlavə edildikdən sonra nümunə məhlulunun konsentrasiyasını hesablayın.
• Çıxış gərginliyini ilk 5.00 V -dan çıxarmaqla gərginliyi düzəltdim. Bu, konsentrasiyanın gözlədiyim gərginliyə qarşı müsbət kalibrləmə əyrisi verdi, çünki məhlulda elektrolitin əlavə edilməsi məhlulun müqavimətini azaltmalı və cərəyanın axmasına imkan verməlidir. daha təsirli.
• Qeyd: qrafiklərim üçün xətti aralıq dəhşətlidir. Çox daha az konsentrasiyalı NaCl məhlulu hazırlamağı və ya daha kiçik enjeksiyon həcmlərindən istifadə etməyi çox tövsiyə edərdim. Təcrübənin əvvəlində aşkarlamağı maksimuma çatdırdım.
• Digər ion duzları suda həll edilərək eyni prosedurla istifadə edilə bilər. Epsom duzu ilə sınaqlarım olardı.

İstinadlar:

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

Bu səhifələr artan konsentrasiyalarda duz məhluluna elektrik əlavə edildikdə gərginliyin necə dəyişəcəyini gözləməyimi anlamağa kömək etdi.