Kiini kidogo cha Electrolytic: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Nimekuwa nikifanya kazi kwenye mradi huu kwa kozi yangu ya Kemia ya Ala. Lengo langu lilikuwa kupima voltage iliyogunduliwa na kathode katika maji ya chumvi. Nilifanya nyongeza ya kawaida ya maji ya chumvi takriban 6.6 M, na sindano za mililita 1 kwa kutumia sindano ya dawa.

Vifaa

• Silinda iliyohitimu, bomba la volumetric, micropipetter, nk kupima kiasi. Nilitumia sindano ya dawa yenye alama za mililita 0.2.
• Microprocessor yaani kifaa cha Arduino
• urval wa waya wa kiume-kwa-waume na wa kike-kwa-wa-kiume
• sehemu mbili za alligator
• ubao wa mkate
• Kohm 10 ya kupinga au sawa kwa mgawanyiko wa voltage
• Chombo cha electrolysis. Nilitumia jar ya zamani ya viungo na ambayo ilifanya kazi vizuri
• Sehemu mbili za karatasi kutengeneza elektroni na elektroni za anode. Mimi pia hukata majani katika sehemu tu kushikilia elektroni zangu kwa usalama zaidi mahali, na kuwazuia wasigusane au glasi.
• Chumvi cha meza (NaCl)
• Gonga maji

Hatua ya 1: Andaa suluhisho lako la Chumvi

Nilitumia vijiko kupima kiasi cha chumvi na kikombe cha kupimia na alama za mililita 50 kupima maji wakati wa kutengeneza suluhisho langu la chumvi. Nilitumia chumvi iodized kutoka kwa brand Clover Valley. Nilipima vijiko 3 vya chumvi, nikaongeza chumvi kwenye kikombe cha kupimia na nikajaza kikombe cha kupimia kwa mililita 250 na maji ya bomba. Kijiko 1 cha Merika ni takriban mililita 14.7868, kwa hivyo vijiko 3 ni takriban mililita 44.3604. Uzito wa kloridi ya sodiamu ni 2.16 g / cm ^ 3. Nilizidisha ujazo na msongamano kuamua wingi wa NaCl, ambao ulikuwa 95.82 g. Masi ya molar ya NaCl ni 58.44 g / mol, kwa hivyo moles ya NaCl ilikuwa 1.64 mol. Moles 1.64 zilizogawanywa na ujazo wa jumla ya mililita 250 au 0.250 L ilisababisha suluhisho la NaCl 6.56 M. Hivi ndivyo ningeenda kutafuta mkusanyiko wa sampuli yako ya chumvi ikiwa hauna vifaa vya kupendeza ovyo.

Hatua ya 2: Sanidi Kiini cha Electrochemical

• Kama nilivyosema hapo awali, nilitumia jarida la viungo na mashimo ya kutosha juu kwangu kuingiza maji ya chumvi na sindano ya dawa. Aina yoyote ya chombo inapaswa kufanya kazi, lakini ni bora kuweza kusimamisha elektroni na suluhisho na kuweza kuziweka mahali ambapo hazigusiani au kuta za chombo.
• Nilifunua na kunyoosha sehemu mbili za karatasi ili kutengeneza cathode yangu na anode. Niliwasafisha kwa msasa ili kuhakikisha kuwa hakuna mipako ambayo ingefanya kama kizio. Nilitengeneza mirija midogo kwa kukata majani katika nane. Nilitumia mirija ya majani kwenye mashimo ya mitungi ambapo cathode na anode ziliwekwa kuhakikisha zinakaa wakati ninapounganisha vipande vya alligator. Tunatumahi picha hiyo itasaidia kuibua hii.
• Ni bora kwa cathode na anode kuwa katika kiwango sawa cha kina katika suluhisho.
• Ongeza maji kwenye jarida la viungo ambapo elektroni zimezama ndani ya maji, angalau sentimita ndani ya maji ningesema. Unataka kuacha chumba kwenye chombo kwa wakati utakapoingiza suluhisho la chumvi ndani yake.

Hatua ya 3: Sanidi Mzunguko wako

• Nilitumia microprocessor ya Adafruit Metro, lakini microprocessors nyingi kwenye soko ni sawa na chaguzi tofauti za pini.

• Niliweka mzunguko kama ifuatavyo:

  • Unganisha waya hadi 5 V. Ambatisha upande mmoja wa klipu ya alligator hadi mwisho mwingine. Ambatisha upande wa pili wa klipu ya alligator kwa moja ya elektroni zako. Hii itakuwa anode yako.
  • Unganisha waya kwa A0 na unganisha ncha nyingine kwenye bodi yako. Ongeza waya mwingine sambamba na waya iliyounganishwa na A0 na bodi yako.
  • Unganisha kontena 10 kOhm kwenye waya huu kwenye bodi yako. Kwenye mwisho mwingine wa kontena, tumia waya kuunganisha mfumo chini.
  • Unganisha waya mwingine ardhini kwenye microprocessor yako na karibu na waya wako mwingine uliounganishwa ardhini kwenye ubao wako wa mkate.
  • Tazama picha za usanidi

Hatua ya 4: Kusanya / thibitisha na Pakia Nambari

Nilitumia nambari ifuatayo ambayo imehifadhiwa kwenye programu ya Arduino chini ya Mifano ya Misingi ReadAnalogVoltage. Natumahi hii ilifanya kazi. Takwimu hazikuwa kama nilivyotarajia, kwani voltage ilipungua wakati maji zaidi ya chumvi yaliongezwa. Nilifikiria juu ya kusudi la nambari zaidi na nikaamua kufanya voltage iliyosahihishwa kwa kutoa pato kutoka kwa 5 V asili iliyoongezwa kwenye mfumo. Kisha nikatengeneza curve ya calibration kutumia mkusanyiko (uliohesabiwa- nitazungumza juu ya hatua inayofuata) na voltage iliyosahihishwa, ambayo sasa inaonyesha voltage inavyoongezeka na kuongeza chumvi. Ikiwa mtu yeyote ana ushauri juu ya mahali ningekuwa nimekosea tafadhali nijulishe.

Inafurahisha, wakati wowote nilipoondoa cathode au anode kutoka suluhisho mfuatiliaji wa serial alisoma pato la 5.00 V.

Hatua ya 5: Kuchambua Takwimu

• Mkusanyiko wa chumvi iliyoongezwa kwa kila sindano hupatikana kwa kuzidisha molarity ya suluhisho lako la chumvi na ujazo wa sindano (yaani 1 mL = 0.001 L), na kisha kugawanya kwa ujazo wa jumla (kwa hivyo wacha tuanze na 250 mL = 0.250 L, jumla ya sindano ya kwanza ni 0.251 L). Kisha ungehesabu mkusanyiko kwa kugawanya (0.001L * molarity) / (jumla ya ujazo au 0.251 L)
• Hesabu mkusanyiko wa suluhisho la sampuli baada ya kila nyongeza ya suluhisho la chumvi.
• Nilisahihisha voltage kwa kutoa voltage ya pato kutoka kwa 5.00 V ya awali. Hii ilinipa curve nzuri ya calibration ya mkusanyiko dhidi ya voltage ambayo nilikuwa nikitarajia, kwani nyongeza ya elektroni katika suluhisho inapaswa kupunguza upinzani wa suluhisho na kuruhusu mtiririko wa sasa kwa ufanisi zaidi.
• Kumbuka: kwa grafu zangu safu tofauti ni ya kutisha. Napenda kupendekeza sana kutengeneza suluhisho la NaCl na mkusanyiko mdogo sana au kutumia ujazo mdogo wa sindano. Niliondoa utambuzi mapema katika jaribio.
• Chumvi zingine za ioniki zinaweza kufutwa katika maji na kutumiwa na utaratibu huu huo. Ningefanya majaribio na chumvi ya epsom ikiwa ningekuwa nayo.

Marejeo:

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

Kurasa hizi zilinisaidia kuelewa jinsi ya kutarajia voltage kubadilika wakati umeme uliongezwa kwenye suluhisho la chumvi kwa kuongeza viwango.