Papel Chromatography / UV-Vis na Eksperimento Sa Arduino: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang eksperimentong ito ay gumagamit ng isang Arduino microprocessor, kasama ang mga gamit sa bahay, upang maisagawa ang isang eksperimento sa papel na chromatography at pag-aralan ang mga resulta gamit ang isang diskarteng katulad ng Ultraviolet-Visible (UV-Vis) spectroscopy. Ang eksperimentong ito ay sinadya upang magtiklop ng maraming aspeto ng isang instrumento ng HPLC (High Performance Liquid Chromatography), tulad ng paghihiwalay ng chromatographic at pagtuklas ng UV-Vis. Malalaman mo ang maraming mga diskarte sa pang-agham sa eksperimentong ito, pati na rin ang pag-aaral tungkol sa Arduino microprocessor.

Hakbang 1: Pagpapakita ng Video

Hakbang 2: Layunin

Ang layunin ng eksperimentong ito ay upang makopya ang ilan sa mga pagpapaandar ng isang instrumento ng HPLC. Pinaghihiwalay ng HPLC ang mga compound sa pamamagitan ng likidong chromatography at gumagamit ng UV-Vis bilang isang detector. Sa eksperimentong ito, ang dalawang pagpapaandar na ito ay isagawa nang magkahiwalay. Ang papel na chromatography ay kumakatawan sa likidong chromatography sa loob ng HPLC at gagamitin upang paghiwalayin ang mga mixture ng mga tina ng pagkain. Ang magkahiwalay na tina ay gagamitin upang lumikha ng mga sample na susuriin gamit ang isang diskarteng katulad ng UV-Vis spectroscopy. Ang isang pinasimple na bersyon ng isang instrumento ng UV-Vis ay malilikha, at ito ay kumakatawan sa detektor ng HPLC. Sa eksperimentong ito, malalaman mo ang tungkol sa chromatography, UV-Vis spectroscopy, mga pagpapaandar ng instrumento ng HPLC, at ng Arduino Uno microprocessor.

Hakbang 3: Ipunin ang Mga Pantustos na Ito

Mga Panustos sa Papel na Chromatography:

• Mga twalya ng papel (~ $ 1-2 bawat rolyo)
• Mga Toothpick (~ $ 3 bawat kahon)
• Mga kulay ng pagkain (~ $ 4 bawat kahon)
• Isopropyl (rubbing) alak (~ $ 3 bawat bote)
• Stapler
• Lapis
• Pinuno
• Tasa
• Tubig
• Gunting
• Balot ng plastik

Mga Panustos ng Arduino:

• Arduino Uno o katulad na microprocessor (~ $ 15)
• Photoresistor
• Resistor (10 K ohm)
• Mga wire (lalaki-lalaki)
• Breadboard (~ $ 5)

Mga Pantustos sa Instrumento:

• Flashlight
• Ilang uri ng malinaw na tubo ng salamin - ginamit ang salamin na syringe sa halimbawang ito
• Piraso ng Styrofoam na may butas sa gitna
• Roll ng papel ng toilet
• Duct tape

Hakbang 4: Magsagawa ng Paper Chromatography at Lumikha ng Mga Sampol

Papel chromatography:

1. Gupitin ang isang halos 4x6 pulgada na rektanggulo mula sa isang tuwalya ng papel.
2. Gamit ang isang lapis at pinuno, gumuhit ng isang tuwid na linya na kahilera sa mas mahabang gilid ng papel na tuwalya na 1 pulgada mula sa ilalim.
3. Gamit ang lapis, iguhit ang mga X sa linya na ito na halos 1/2 hanggang 3/4 pulgada ang pagitan.
4. Lumikha ng mga paghahalo ng pangkulay ng pagkain (asul + dilaw, asul + pula, pula + dilaw).
5. Gamit ang isang palito, tuldokin ang mga mixture ng kulay ng pagkain at ang mga purong kulay ng pagkain sa mga iginuhit na X. Ang bawat kulay o timpla ay makikita sa sarili nitong X. Pahintulutan na matuyo.
6. Igulong ang tuwalya ng papel sa isang silindro, pinagsasama ang mga mas maiikling gilid. Pinagsama ang silindro na ito, na nag-iiwan ng isang maliit na agwat sa pagitan ng dalawang panig ng tuwalya ng papel.
7. Magdagdag ng halos isang 1/4 pulgada ng tubig sa isang tasa na magkakasya sa silindro na iyong nilikha.
8. Ilagay ang silindro sa tasa na may tuldok na tuldok na pinakamalapit sa tubig.
9. Makikita mo ang tubig na hinihigop sa tuwalya ng papel, at ang mga kulay ng pagkain ay magsisimulang maglakbay paakyat sa tuwalya ng papel.
10. Kapag ang linya ng tubig sa tuwalya ng papel ay umabot ng halos 3/4 pulgada mula sa itaas, alisin ang tuwalya ng papel mula sa tasa. Alisin ang mga staples at payagan na matuyo nang patag sa isa pang tuwalya ng papel.

Paglikha ng mga sample:

1. Kapag ang papel na tuwalya ay tuyo, gupitin ang iba't ibang mga may kulay na mga spot mula sa parehong mga mixture at dalisay na pangkulay ng pagkain.
2. Idagdag ang mga cut out spot na ito sa isopropyl (rubbing) na alak.
3. Takpan ito ng plastik na pambalot at payagan na magbabad hanggang sa matanggal ang karamihan ng kulay mula sa papel na tuwalya.
4. Ito ang magiging mga sample na susuriin gamit ang UV-Vis spectroscopy.

Hakbang 5: Ipunin ang Elektronika

Kasunod sa diagram ng circuit at imahe ng pag-setup ng board, i-wire ang board ng tinapay sa Arduino.

Gagamitin mo ang sumusunod sa Arduino:

• 5 V output
• Lupa
• Output ng A0

Gagamitin mo ang mga sumusunod na bahagi:

• Mga wires na lalaki-lalaki
• 10 K ohm risistor
• Photoresistor

Hakbang 6: Magtipon ng Instrumento

1. Lumikha ng isang sample na may-ari

   • Gumamit ng isang piraso ng styrofoam na may isang butas sa gitna na sapat na malaki upang hawakan ang iyong sample.
   • Mag-butas ng butas sa kabila ng isa't isa sa mga gilid ng styrofoam na sapat na malaki upang maitayo ang photoresistor. Ang iba pang butas ay ang light input.
   • Itakda ito sa pisara na may photoresistor sa isa sa mga butas.

2. Lumikha ng isang tubo upang harangan ang ilaw ng paligid

   • Gumamit ng isang toilet paper roll at duct tape na nakasara sa itaas na dulo.
   • Makaupo ito sa may hawak ng sample kapag kumukuha ng mga sukat upang mabawasan ang dami ng hindi ginustong ilaw.

Hakbang 7: I-program ang Instrumento

1. Gamitin ang ibinigay na code (UV_Vis_readings).
2. Patunayan ang code.
3. I-upload ang code sa Arduino.
4. Suriin na ang pagpapaandar ng serial monitor ay gumagana sa pamamagitan ng pagtingin kung ang mga mas malaking bilang ay naroroon kapag ang photoresistor ay nakalantad sa magaan at mas maliit na mga numero kapag ang risistor ay nasa madilim.

Hakbang 8: Subukan ang Instrumento

1. Ilagay ang isopropyl na alkohol sa glass tube o syringe.
2. Ilagay ang tubo sa lalagyan ng sample, siguraduhin na nakahanay ito sa mga butas sa styrofoam.
3. Posisyon ng flashlight na may ilaw na pumapasok sa isa sa mga butas.
4. Ilagay ang toilet paper roll sa itaas upang harangan ang labis na ilaw.
5. I-on ang SerialMonitor at itala ang pagsukat sa sandaling matatag.
6. Ang halagang ito ay transmittance, ngunit kailangang i-convert.
7. I-multiply ang halaga ng (5/1024) upang makuha ang aktwal na pagpapadala (T).
8. Gawin ang sumusunod na pagkalkula upang makakuha ng pagsipsip: Absorbance = log (1 / T).
9. Ito ang halaga ng blangko.
10. Ulitin ang mga hakbang 1-8 para sa bawat pinaghiwalay na sample.
11. Ibawas ang pagsipsip ng blangko mula sa mga halagang ito sa account para sa background light.
12. Ihambing ang mga sumisipsip - Nakakita ka ba ng anumang mga uso? Ang mas matinding mga spot ay mas mataas o mas mababa ba sa pagsipsip?

Hakbang 9: Mga Pagpapabuti

Iba't ibang mga materyales:

• Ang mga filter ng kape ay magiging isang mahusay na kapalit ng mga twalya ng papel.
• Ang isang LED bombilya ay maaaring mai-program sa code upang magamit bilang isang mapagkukunan ng ilaw, sa halip na isang flashlight.
• Maaaring gamitin ang mga test tubes kapalit ng baso na syringe.

Pagpapabuti ng paghihiwalay:

Ang iba't ibang mga solvents ay maaaring magamit sa panahon ng chromatography ng papel upang mapabuti ang paghihiwalay ng mga kulay ng pagkain. Maaari itong masubukan sa pamamagitan ng pagtingin kung anong mga solvents ang gumawa ng paghihiwalay ng mga kulay sa mga mixture ng kulay ng pagkain na mas halata. Ang iba`t ibang mga ratio ng mga miventure ng solvent ay maaari ring masubukan

Higit pang mga application:

• Ang isang katulad na eksperimento ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng paghihiwalay ng mga pigment mula sa mga halaman.
• Ang iba pang mga may kulay na sangkap ay maaaring masubukan din.

Hakbang 10: Mga Sanggunian

Ang inspirasyon para sa proyektong ito ay nagmula sa mga sumusunod na mapagkukunan:

www.purdue.edu/science/science-express/lab…

www.s Scientificamerican.com/article/chromat…

Ang inspirasyon para sa pag-setup ng board at code ay nagmula sa:

www.instructables.com/id/How-to-use-a-phot…

create.arduino.cc/projecthub/Ayeon0122/rea…