اندازه گیری ضرایب فعالیتهای محلول های الکترولیت، مهندسی برق
عنوان پروژه: اندازه گیری ضرایب فعالیتهای محلول های الکترولیت، مهندسی برق
رشته: مهندسی برق،پروژه تحقیقاتی دوره کارشناسی
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: ۷۳
فهرست مطا لب
فصل اول
روشهای آزمایشگاهی جهت اندازه گیری ضرایب فعالیت منفرد و متوسط یونی الکترولیتها
مقدمه
تنزل نقطه انجماد
افزایش نقطه جوش
تنزل فشار بخار
روش استاتیک
روش دینامیک
۵- تعادل فشار بخار یا روش ایزوپیستیک
۶- روشهای الکتروشیمیایی
۶-۱- پیلهای الکتروشیمیایی
حلالیت و نفوذ
خلاصه فصل
فصل دوم
تعیین ثابتهای مدل خشکبارچی-ورا و کاربرد آن
مقدمه
مدل پیشنهادی
روش دوم:
پارامتر اندازه یون:
مقایسه نتایج با مدل پیترز
کاربرد معادله پیترز بر روی الکترولیتهای مختلف
بحث و نتیجه گیری
خلاصه فصل
- مقدمه
روشهای تجربی متفاوتی جهت اندازه گیری ضرایب فعالیت محلولهای الکترولیت مورد استفاده قرار گرفته است. این روشها به دو بخش تقسیم می شوند بخش اول شامل روشهایی است که انحراف فعالیت جسم حل شده با معادله گیبس دو هم را اندازه گیری می کند و بخش دوم شامل روشهایی است که مستقیماً فعالیت جسم حل شده را اندازه گیری می کند. بخش اول شامل چهار روش که عبارتند از: ۱- تنزل نقطه انجماد ۲- افزایش نقطه جوش ۳- تنزل فشار بخار ۴- ایزوپیستیک یا تعادل فشار بخار.
بخش دوم شامل چهار روش: ۱- نیروی الکتروموتوری سلهای گالوانی با اتصال مایع ۲- نیروی الکتروموتوری با انتقال ۳- حلالیت ۴- نفوذ از این روشها روش پایداری برای نمکهای کم محلول قابل کاربرد است.
انرژی آزاد گیبس یکی از مهمترین توابع در تعادل فازی است که برحسب درجه حرارت و ترکیب درصد اجزاء تشکیل دهنده محلول است. وقتی که محلول ما از حالت ایده آل انحراف داشته باشد مثلاً در یک محلول الکترولیت برای تابع انرژی گیبس اضافی داریم:
(۱-۱)
که با استفاده از تابع انرژی آزاد گیبس اضافی می توان ضریب فعالیت را بدست آورد. در عمل می توان توابع انرژی آزاد گیبس اضافی را اندازه گیری نمود و مقدار آن را از روی مقادیر مربوط به ضرایب فعالیت اجزاء در یک محلول مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
روش دیگر استفاده از مقادیر مربوط به پتانسیل یک پیل الکتروشیمیایی است که به طور مستقیم اندازه گیری این پتانسیل ها منجر به تعیین ضرایب فعالیت متوسط و منفرد یونی در یک محلول الکترولیت می شود. برای یک محلول سه سازنده ای ارزیابی ضرایب فعالیت متوسط و منفرد یونی بسیار پیچیده تر از ارزیابی این ضرایب در محلولهای دو سازنده ای است.
۲- تنزل نقطه انجماد
زمانی که یک الکترولیت در یک حلال حل می شود نقطه انجماد محلول نسبت به حلال خالص پایین می آید که با استفاده از اختلاف انرژی آزاد گیبس محلول نسبت به حلال خالص یا همان انرژی آزاد گیبس اضافی می توان فعالیت یا ضریب فعالیت را محاسبه کرد ] [. همان رابطه ای که در فصل ۴ بیان شد و گفتیم که اساس روش تنزل نقطه انجماد و ایزوپیستیک می باشد. از این روش برای اندازه گیری ضریب فعالیت محلولهای الکترولیت یعنی سیستمهای دو جزئی و یا حتی سیستمهای سه جزئی نیز استفاده کردند ]۱۲۶[.
۳- افزایش نقطه جوش
این روش پایه تئوری یکسانی با روش تنزل نقطه انجماد دارد اما افزایش در مودال نقطه جوش خیلی کمتر از افزایش در مودال نقطه انجماد یعنی در حدود یک چهارم آن می باشد.
۴- تنزل فشار بخار
تفاوت فشار بخار حلال خالص و محلول با دو روش استاتیک و دینامیک اندازه گیری می شود.
۴-۱- روش استاتیک
روشهای ایستایی روشهای ساده ای هستند که جهت اندازه گیری فعالیت یک حلال در مخلوطهایی که یک جزء تشکیل دهنده آن غیر فرار می باشد به کار گرفته می شود.
-۲- روش دینامیک
در این روش ابتدا هوای خشک را از آب عبور می دهند و بعد با یک خشک کننده (دسیکاتور) آب را جذب می کنند و بعداً هوای یکسان با اولی را از محلول عبور می‌دهند و بعد این هوا را هم از یک دیسکاتور عبور می دهند. تمام اینها در یک حمام آبی (ترموستات) انجام می دهند. مقدار آبی که در مرحله اول جذب می شود نشان دهنده فشار بخار حلال و مقدار آبی که در مرحله دوم جذب می شود نشان دهنده فشار بخار محلول می باشد.
۵- تعادل فشار بخار یا روش ایزوپیستیک
در سال ۱۹۱۷ بوس فیلد (Bous Field) ] [، پایه های روش ایزوپیستیک را تعریف کرد که بعداً توسط سین کلید ] [ توسعه داده شده است. ضرایب فعالیت متوسط یونی صدها محلول آبی الکترولیت و انرژی آزاد حاصل از اختلاط آنها با استفاده از روش ایزوپیستیک تعیین شده است ]۱۰،۴۵[. در
۶- روشهای الکتروشیمیایی
در این روشها از پیلهای الکتروشیمیایی استفاده می شود. این روش در حد وسیعی جهت تعیین خواص ترمودینامیکی محلولهای الکترولیت مورد استفاده قرار می گیرد. این روش برخلاف روشهای اندازه گیری فشار بخار حلال قادر است مقادیر مربوط به ضرایب فعالیت اجزاء تشکیل دهنده یک محلول الکترولیت دو سازنده ای را در غلظتهای بسیار پایین گزارش کند. یا قادر است که ضرایب فعالیت مربوط به نمک را به طور مستقیم گزارش کند و همچنین قابل بسط به محلولهای چند سازنده ای می‌باشد.
دیدگاه ها