A، منخفضة التكلفة وبسيطة، ونظام دقيق لقياس حجم الهيدروجين المتصاعد من التفاعلات الكيميائية مع المحاليل المائية

الهدف العام من هذه الطريقة هو توفير إعداد بسيط وسهل لقياس تطور غاز الهيدروجين من تفاعل كيميائي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة الباحثين في مجال توليد الهيدروجين على قياس كفاءة محفزات محددة للمواد في توليد الهيدروجين من التفاعلات مع المحاليل المائية. تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية في أنها بسيطة ومنخفضة التكلفة وقوية.

قبل البدء في الإجراء ، أضف الماء إلى وعاء زجاجي حتى يمتلئ بمقدار 3/4 تقريبا. بعد ذلك ، ضع الوعاء على لوح تسخين قابل للتحكم في درجة الحرارة مضبوطا على 50 درجة مئوية. عندما يصل الماء إلى 50 درجة مئوية ، ضع قارورة دائرية القاع سعة 50 مليلتر تحتوي على خمسة ملليلتر من الماء منزوع الأيونات في الوعاء بحيث يكون مستوى الماء في الوعاء أعلى بكثير من مستوى الماء في القارورة.

ضع مقياس حرارة في عنق القارورة لمراقبة درجة الحرارة. بعد التوازن ، عادة ما تكون درجة حرارة الماء في القارورة أقل بحوالي خمس درجات مئوية من نقطة الضبط على لوح التسخين. عندما تظل درجة حرارة الماء في القارورة ثابتة على مدى 10 دقائق ، املأ دورق بالماء منزوع الأيونات وضع دورق فارغ على ميزان تسجيل البيانات.

بعد ذلك ، استخدم لوحا بلاستيكيا لبناء جسر لنقل المياه من فوهة دورق الماء إلى الدورق الفارغ على ميزان تسجيل البيانات ، مع الحرص على ألا يكون الجسر البلاستيكي على اتصال جسدي بالدورق الموجود في ميزان تسجيل البيانات. عندما يكون الجسر في مكانه ، املأ أسطوانة قياس سعة 500 مل بالماء منزوع الأيونات وقم بتغطية فتحة الأسطوانة بيد مرتدية قفازات. اقلب الأسطوانة وضعها في دورق الماء ، بحيث تكون فتحة أسطوانة القياس أسفل سطح الماء مباشرة.

بعد ذلك ، قم بتثبيت الأسطوانة على حامل معوجة مزود باثنين من الرؤساء لتثبيت الأسطوانة في مكانها. اضبط موضع الدورق بحيث يكون الفوهة ملامسة للجسر البلاستيكي. بعد ذلك ، ارفع أسطوانة القياس بعناية للسماح بإطلاق الماء ودخول الهواء للحفاظ على مستوى الهواء في أسطوانة القياس ثابتا في بداية كل تجربة.

أدخل طرف المفصل الزجاجي غير المطحون لمحول معدل في طول الأنبوب ولف البارافيلم بعناية حول الوصلة بين المفصل والأنبوب. أدخل نهاية الأنبوب في أسطوانة القياس وأضف الماء إلى الدورق للتأكد من أن الماء الزائد يتدفق إلى الميزان. تأكد من أن رصيد تسجيل البيانات لا يقرأ صفرا.

بعد ذلك ، استخدم ميزانا منفصلا لوزن الكمية المناسبة من السيليكون في قارورة زجاجية صغيرة. الآن ، ضع قارورة دائرية القاع سعة 50 مليلتر تحتوي على 5 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم في الحمام المائي ، بحيث يكون مستوى الماء في الحمام أعلى بكثير من مستوى هيدروكسيد الصوديوم في القارورة. ضع مقياس حرارة في عنق القارورة واترك المحلول يتوازن لمدة 10 دقائق.

أثناء التوازن، افتح جدول بيانات جديدا في حزمة برامج جداول البيانات المناسبة وافتح برنامج جمع البيانات. قم بتحميل ملف برنامج تسجيل البيانات المناسب. بعد ذلك ، قبل نهاية 10 دقائق مباشرة ، حدد تنشيط وانقر فوق الوضع العادي لبدء تسجيل البيانات في حزمة برامج جداول البيانات.

في نهاية فترة التوازن التي تبلغ 10 دقائق ، قم بقلب القارورة الزجاجية بسرعة وقم بإيداع السيليكون مباشرة في محلول هيدروكسيد الصوديوم. ضع المفصل الزجاجي الأرضي للمحول بسرعة في عنق القارورة المستديرة السفلية وقم بصفر التوازن. بعد 10 دقائق ، اضغط على مفتاح backspace لإيقاف تسجيل البيانات وحدد إنهاء.

احفظ الملف في حزمة برامج جداول البيانات. قم بإزالة المحول من القارورة المستديرة السفلية وأضف الماء لإخماد التفاعل. يمكن بعد ذلك عزل البقايا الصلبة في القارورة لمزيد من التحليل.

للتحقيق في قابلية استنساخ الإعداد التجريبي ، تتفاعل كتل مختلفة من السيليكون مع محاليل هيدروكسيد الصوديوم المائية لتوليد الهيدروجين. في هذه التجارب التمثيلية ، كان هناك انحراف ضئيل جدا في إجمالي إنتاجية الهيدروجين ، ومعدلات توليد الهيدروجين بين التفاعلات ، مع ملاحظة مستوى أكبر من الانحراف خلال فترات الحث. في هذه التجربة التمثيلية دون المستوى الأمثل ، أدى التدفق المنخفض للهيدروجين بين 200 و 800 ثانية إلى تراكم القطرات بسبب التوتر السطحي للماء عند حوالي 400 و 710 ثانية.

على الرغم من أن القطرات لا تؤثر على حساب الحد الأقصى لمعدل توليد الهيدروجين ، إلا أنها يمكن أن يكون لها تأثير على إجمالي إنتاجية الهيدروجين إذا تم إيقاف القياس ، على سبيل المثال ، قبل سقوط القطرات. بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء قياس الهيدروجين في 30 دقيقة إذا تم تنفيذ التقنية بشكل صحيح وكانت المادة محفزة للتفاعل بدرجة كافية. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أنه لن يعمل مع تدفقات الغاز السريعة جدا أو البطيئة جدا.

بالنسبة لإجراءاتنا التالية ، يمكن عزل المواد المتبقية ، ويمكن إجراء طرق أخرى ، مثل حيود الأشعة السينية ، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء ، والتحليل الطيفي للإلكترون الضوئي بالأشعة السينية ، للتحقيق في آلية توليد الهيدروجين من المواد المستخدمة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية قياس تطور الهيدروجين من تفاعلات المواد ذات المحاليل المائية باستخدام توازن تسجيل البيانات. لا تنس أن العمل مع الهيدروجين يمكن أن يكون خطيرا ، وأنه يجب اتخاذ الاحتياطات ، مثل إجراء الإجراء دائما في غطاء الدخان.