عنوان پروژه: اندازه گیری ضرایب فعالیتهای محلول های الکترولیت، مهندسی برق
رشته: مهندسی برق،پروژه تحقيقاتي دوره كارشناسي
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 73
فهرست مطا لب
فصل اول
روشهاي آزمايشگاهي جهت اندازه گيري ضرايب فعاليت منفرد و متوسط يوني الكتروليتها
مقدمه
تنزل نقطه انجماد
افزايش نقطه جوش
تنزل فشار بخار
روش استاتيك
روش ديناميك
5- تعادل فشار بخار يا روش ايزوپيستيك
6- روشهاي الكتروشيميايي
6-1- پيلهاي الكتروشيميايي
حلاليت و نفوذ
خلاصه فصل
فصل دوم
تعيين ثابتهاي مدل خشكبارچي-ورا و كاربرد آن
مقدمه
مدل پيشنهادي
روش دوم:
پارامتر اندازه يون:
مقايسه نتايج با مدل پيترز
كاربرد معادله پيترز بر روي الكتروليتهاي مختلف
بحث و نتيجه گيري
خلاصه فصل
- مقدمه
روشهاي تجربي متفاوتي جهت اندازه گيري ضرايب فعاليت محلولهاي الكتروليت مورد استفاده قرار گرفته است. اين روشها به دو بخش تقسيم مي شوند بخش اول شامل روشهايي است كه انحراف فعاليت جسم حل شده با معادله گيبس دو هم را اندازه گيري مي كند و بخش دوم شامل روشهايي است كه مستقيماً فعاليت جسم حل شده را اندازه گيري مي كند. بخش اول شامل چهار روش كه عبارتند از: 1- تنزل نقطه انجماد 2- افزايش نقطه جوش 3- تنزل فشار بخار 4- ايزوپيستيك يا تعادل فشار بخار.
بخش دوم شامل چهار روش: 1- نيروي الكتروموتوري سلهاي گالواني با اتصال مايع 2- نيروي الكتروموتوري با انتقال 3- حلاليت 4- نفوذ از اين روشها روش پايداري براي نمكهاي كم محلول قابل كاربرد است.
انرژي آزاد گيبس يكي از مهمترين توابع در تعادل فازي است كه برحسب درجه حرارت و تركيب درصد اجزاء تشكيل دهنده محلول است. وقتي كه محلول ما از حالت ايده آل انحراف داشته باشد مثلاً در يك محلول الكتروليت براي تابع انرژي گيبس اضافي داريم:
(1-1)
كه با استفاده از تابع انرژي آزاد گيبس اضافي مي توان ضريب فعاليت را بدست آورد. در عمل مي توان توابع انرژي آزاد گيبس اضافي را اندازه گيري نمود و مقدار آن را از روي مقادير مربوط به ضرايب فعاليت اجزاء در يك محلول مورد ارزيابي قرار ميگيرد.
روش ديگر استفاده از مقادير مربوط به پتانسيل يك پيل الكتروشيميايي است كه به طور مستقيم اندازه گيري اين پتانسيل ها منجر به تعيين ضرايب فعاليت متوسط و منفرد يوني در يك محلول الكتروليت مي شود. براي يك محلول سه سازنده اي ارزيابي ضرايب فعاليت متوسط و منفرد يوني بسيار پيچيده تر از ارزيابي اين ضرايب در محلولهاي دو سازنده اي است.
2- تنزل نقطه انجماد
زماني كه يك الكتروليت در يك حلال حل مي شود نقطه انجماد محلول نسبت به حلال خالص پايين مي آيد كه با استفاده از اختلاف انرژي آزاد گيبس محلول نسبت به حلال خالص يا همان انرژي آزاد گيبس اضافي مي توان فعاليت يا ضريب فعاليت را محاسبه كرد ] [. همان رابطه اي كه در فصل 4 بيان شد و گفتيم كه اساس روش تنزل نقطه انجماد و ايزوپيستيك مي باشد. از اين روش براي اندازه گيري ضريب فعاليت محلولهاي الكتروليت يعني سيستمهاي دو جزئي و يا حتي سيستمهاي سه جزئي نيز استفاده كردند ]126[.
3- افزايش نقطه جوش
اين روش پايه تئوري يكساني با روش تنزل نقطه انجماد دارد اما افزايش در مودال نقطه جوش خيلي كمتر از افزايش در مودال نقطه انجماد يعني در حدود يك چهارم آن مي باشد.
4- تنزل فشار بخار
تفاوت فشار بخار حلال خالص و محلول با دو روش استاتيك و ديناميك اندازه گيري مي شود.
4-1- روش استاتيك
روشهاي ايستايي روشهاي ساده اي هستند كه جهت اندازه گيري فعاليت يك حلال در مخلوطهايي كه يك جزء تشكيل دهنده آن غير فرار مي باشد به كار گرفته مي شود.
-2- روش ديناميك
در اين روش ابتدا هواي خشك را از آب عبور مي دهند و بعد با يك خشك كننده (دسيكاتور) آب را جذب مي كنند و بعداً هواي يكسان با اولي را از محلول عبور ميدهند و بعد اين هوا را هم از يك ديسكاتور عبور مي دهند. تمام اينها در يك حمام آبي (ترموستات) انجام مي دهند. مقدار آبي كه در مرحله اول جذب مي شود نشان دهنده فشار بخار حلال و مقدار آبي كه در مرحله دوم جذب مي شود نشان دهنده فشار بخار محلول مي باشد.
5- تعادل فشار بخار يا روش ايزوپيستيك
در سال 1917 بوس فيلد (Bous Field) ] [، پايه هاي روش ايزوپيستيك را تعريف كرد كه بعداً توسط سين كليد ] [ توسعه داده شده است. ضرايب فعاليت متوسط يوني صدها محلول آبي الكتروليت و انرژي آزاد حاصل از اختلاط آنها با استفاده از روش ايزوپيستيك تعيين شده است ]10،45[. در
6- روشهاي الكتروشيميايي
در اين روشها از پيلهاي الكتروشيميايي استفاده مي شود. اين روش در حد وسيعي جهت تعيين خواص ترموديناميكي محلولهاي الكتروليت مورد استفاده قرار مي گيرد. اين روش برخلاف روشهاي اندازه گيري فشار بخار حلال قادر است مقادير مربوط به ضرايب فعاليت اجزاء تشكيل دهنده يك محلول الكتروليت دو سازنده اي را در غلظتهاي بسيار پايين گزارش كند. يا قادر است كه ضرايب فعاليت مربوط به نمك را به طور مستقيم گزارش كند و همچنين قابل بسط به محلولهاي چند سازنده اي ميباشد.