মিনি ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল: 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

আমি আমার যন্ত্রের রসায়ন কোর্সের জন্য এই প্রকল্পে কাজ করছি। আমার লক্ষ্য ছিল লবণ পানিতে ক্যাথোড দ্বারা সনাক্ত করা ভোল্টেজ পরিমাপ করা। আমি 6.ষধি সিরিঞ্জ ব্যবহার করে 1 মিলি ইনজেকশন সহ প্রায় 6.6 এম লবণ পানির একটি আদর্শ সংযোজন করেছি।

সরবরাহ

• ভলিউম পরিমাপের জন্য স্নাতক সিলিন্ডার, ভলিউম্যাট্রিক পাইপেট, মাইক্রোপিপেটার ইত্যাদি। আমি 0.2 এমএল চিহ্ন সহ একটি মেডিসিন সিরিঞ্জ ব্যবহার করেছি।
• মাইক্রোপ্রসেসর অর্থাৎ Arduino ডিভাইস
• পুরুষ থেকে পুরুষ এবং মহিলা থেকে পুরুষ তারের ভাণ্ডার
• দুটি অ্যালিগেটর ক্লিপ
• রুটিবোর্ড
• ভোল্টেজ বিভাজক জন্য 10 kohm প্রতিরোধক বা অনুরূপ
• তড়িৎ বিশ্লেষণের জন্য জাহাজ। আমি একটি পুরানো মসলার জার ব্যবহার করেছি এবং এটি বেশ ভাল কাজ করেছে
• ক্যাথোড এবং অ্যানোড ইলেক্ট্রোড তৈরির জন্য দুটি কাগজের ক্লিপ। আমি আমার ইলেকট্রোডগুলিকে আরও নিরাপদভাবে ধরে রাখার জন্য এবং তাদের একে অপরের বা কাচের স্পর্শ থেকে বাধা দেওয়ার জন্য একটি খড়কে অংশে কেটেছি।
• টেবিল লবণ (NaCl)
• কলের পানি

ধাপ 1: আপনার লবণের সমাধান প্রস্তুত করুন।

আমি লবণের পরিমাণ পরিমাপের জন্য টেবিল চামচ এবং 50 লিটার দ্রবণ দিয়ে একটি পরিমাপক কাপ ব্যবহার করে পানি পরিমাপ করি। আমি ব্র্যান্ড ক্লোভার ভ্যালি থেকে আয়োডিনযুক্ত লবণ ব্যবহার করেছি। আমি 3 টেবিল চামচ লবণ পরিমাপ করেছি, একটি পরিমাপক কাপে লবণ যোগ করেছি এবং পরিমাপের কাপটি 250 মিলি ট্যাপ জলে ভরেছি। 1 মার্কিন টেবিল চামচ আনুমানিক 14.7868 এমএল, তাই 3 টেবিল চামচ আনুমানিক 44.3604 এমএল। সোডিয়াম ক্লোরাইডের ঘনত্ব 2.16 গ্রাম/সেমি^3। আমি NaCl এর ভর নির্ধারণের জন্য আয়তন এবং ঘনত্বকে গুণ করেছি, যা ছিল 95.82 গ্রাম। NaCl এর মোলার ভর 58.44 g/mol, তাই NaCl এর মোল ছিল 1.64 mol। 250 mL বা 0.250 L এর মোট আয়তন দ্বারা 1.64 মোল ভাগ করলে 6.56 M NaCl দ্রবণ পাওয়া যায়। এইভাবে আমি আপনার লবণের নমুনার ঘনত্ব খুঁজে বের করব যদি আপনার কাছে কোন অভিনব সরঞ্জাম না থাকে।

ধাপ 2: ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সেল সেট আপ করুন

• আমি আগেও বলেছি, আমি aষধি সিরিঞ্জ দিয়ে লবণ পানি jectুকানোর জন্য উপরের দিকে প্রশস্ত গর্ত সহ একটি মশলার জার ব্যবহার করেছি। যেকোনো ধরনের পাত্রের কাজ করা উচিত, তবে আপনার ইলেক্ট্রোড এবং সমাধান স্থগিত করতে সক্ষম হওয়া এবং তাদের অবস্থান করতে সক্ষম হওয়া ভাল যেখানে তারা একে অপরকে বা পাত্রে দেয়াল স্পর্শ করে না।
• আমি আমার ক্যাথোড এবং অ্যানোড তৈরির জন্য দুটি কাগজের ক্লিপ খুলে দিলাম এবং সোজা করলাম। আমি তাদের স্যান্ডপেপার দিয়েও পালিশ করেছিলাম যাতে কোন লেপ না থাকে যা ইনসুলেটর হিসেবে কাজ করে। আমি অষ্টমীতে একটি খড় কেটে ছোট টিউব তৈরি করেছি। আমি মশলার জারের ছিদ্রগুলিতে খড়ের টিউব ব্যবহার করেছি যেখানে ক্যাথোড এবং অ্যানোড স্থাপন করা হয়েছিল যাতে নিশ্চিত করা যায় যে তারা অ্যালিগেটর ক্লিপ সংযুক্ত করার সময় সেগুলি স্থির থাকে। আশা করি ছবিটি এর দৃশ্যায়নে সাহায্য করবে।
• ক্যাথোড এবং অ্যানোডের সমাধানে সমান গভীরতার স্তরে থাকা সবচেয়ে ভালো।
• মশলার জারে জল যোগ করুন যেখানে ইলেক্ট্রোড আংশিকভাবে পানিতে ডুবে আছে, অন্তত এক সেন্টিমিটার পানিতে আমি বলব। যখন আপনি এতে লবণের দ্রবণ প্রবেশ করান তখন আপনি পাত্রটিতে কিছু জায়গা রেখে যেতে চান।

ধাপ 3: আপনার সার্কিটরি সেট আপ করুন

• আমি একটি অ্যাডাফ্রুট মেট্রো মাইক্রোপ্রসেসর ব্যবহার করেছি, কিন্তু বাজারে বেশিরভাগ মাইক্রোপ্রসেসরগুলি বিভিন্ন পিন বিকল্পের মতোই।

• আমি নিম্নরূপ সার্কিট সেট আপ:

  • একটি তারের সাথে 5 V সংযুক্ত করুন। আপনার একটি ইলেক্ট্রোডে অ্যালিগেটর ক্লিপের অন্য দিক সংযুক্ত করুন। এটি আপনার অ্যানোড হবে।
  • একটি তারের সাথে A0 সংযুক্ত করুন এবং অন্য প্রান্তটি আপনার বোর্ডের সাথে সংযুক্ত করুন। A0 এবং আপনার বোর্ডের সাথে সংযুক্ত তারের সাথে সামঞ্জস্য রেখে আরেকটি তার যুক্ত করুন।
  • আপনার বোর্ডে এই তারের সাথে একটি 10 kOhm প্রতিরোধক সংযুক্ত করুন। প্রতিরোধকের অন্য প্রান্তে, সিস্টেমটিকে মাটিতে সংযুক্ত করতে একটি তার ব্যবহার করুন।
  • আপনার মাইক্রোপ্রসেসরের মাটিতে আরেকটি তারের সাথে সংযুক্ত করুন এবং আপনার রুটিবোর্ডে মাটির সাথে সংযুক্ত অন্য তারের পাশে।
  • সেট আপ করার জন্য ছবি দেখুন

ধাপ 4: কম্পাইল/যাচাই করুন এবং কোড আপলোড করুন

আমি নীচের কোডটি ব্যবহার করেছি যা Arduino অ্যাপ্লিকেশনে উদাহরণ বেসিকস ReadAnalogVoltage এর অধীনে সংরক্ষিত আছে। আমি আশা করি এটি কাজ করেছে। ডেটা আমার প্রত্যাশার মতো ছিল না, যেহেতু ভোল্টেজ কমে গিয়েছিল যেমন আরও লবণ জল যোগ করা হয়েছিল। আমি কোডের উদ্দেশ্য সম্পর্কে আরও কিছু চিন্তা করেছিলাম এবং সিস্টেমে যোগ করা মূল 5 V থেকে আউটপুট বিয়োগ করে একটি সংশোধিত ভোল্টেজ করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলাম। আমি তখন ঘনত্ব (গণনা- পরবর্তী ধাপে কথা বলব) এবং সংশোধিত ভোল্টেজ ব্যবহার করে একটি ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা তৈরি করেছি, যা এখন ভোল্টেজকে লবণের সংযোজনের সাথে বৃদ্ধি হিসাবে দেখায়। আমার ভুল কোথায় হতে পারে সে সম্পর্কে কারও কিছু পরামর্শ থাকলে দয়া করে আমাকে জানান।

মজার বিষয় হল, যখনই আমি সমাধান থেকে ক্যাথোড বা অ্যানোড সরিয়ে ফেলি সিরিয়াল মনিটর 5.00 V এর আউটপুট পড়ে।

ধাপ 5: তথ্য বিশ্লেষণ

• প্রতিটি ইনজেকশনের জন্য লবণের ঘনত্ব ইনজেকশন ভলিউম (অর্থাৎ 1 mL = 0.001 L) দ্বারা আপনার লবণের দ্রবণের মোলারিটিকে গুণ করে, এবং তারপর মোট ভলিউম দ্বারা ভাগ করে (তাই ধরা যাক আপনি 250 mL = 0.250 দিয়ে শুরু করুন) L, প্রথম ইনজেকশনের মোট ভলিউম 0.251 L)। তারপর আপনি (0.001L*মোলারিটি)/(মোট আয়তন বা 0.251 L) ভাগ করে ঘনত্ব গণনা করবেন
• লবণ দ্রবণের প্রতিটি সংযোজনের পরে নমুনা দ্রবণের ঘনত্ব গণনা করুন।
• আমি প্রারম্ভিক 5.00 V থেকে আউটপুট ভোল্টেজ বিয়োগ করে ভোল্টেজ সংশোধন করেছি। এটি আমাকে ঘনত্ব বনাম ভোল্টেজের ইতিবাচক ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা দিয়েছে যা আমি আশা করছিলাম, যেহেতু দ্রবণে ইলেক্ট্রোলাইট যোগ করা সমাধানের প্রতিরোধকে হ্রাস করা উচিত এবং বর্তমান প্রবাহের অনুমতি দেওয়া উচিত আরও কার্যকরভাবে.
• দ্রষ্টব্য: আমার গ্রাফের জন্য রৈখিক পরিসীমা ভয়ঙ্কর। আমি খুব ছোট ঘনত্বের সাথে একটি NaCl সমাধান তৈরি করার সুপারিশ করব বা ছোট ইনজেকশন ভলিউম ব্যবহার করব। আমি পরীক্ষায় প্রথম দিকে সনাক্তকরণকে সর্বাধিক করেছি।
• অন্যান্য আয়নিক লবণ পানিতে দ্রবীভূত হতে পারে এবং একই পদ্ধতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। আমি যদি এপসাম লবণ দিয়ে পরীক্ষা করতাম।

তথ্যসূত্র:

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Ch…

এই পৃষ্ঠাগুলি আমাকে বুঝতে সাহায্য করেছে কিভাবে ঘনত্ব বাড়ানোর সময় লবণের দ্রবণে বিদ্যুৎ যোগ করা হলে ভোল্টেজের পরিবর্তন আশা করা যায়।