Cảm biến đếm giọt


Cảm biến được sử dụng để làm gì?

demgiot1

Cảm biến đếm giọt được thiết kế để đếm số giọt dung dịch và từ đó xác định tổng thể tích dung dịch qua cảm biến. Cảm biến rất hữu ích trong việc xác định điểm kết thúc của quá trình chuẩn độ trong việc phân tích định lượng các phản ứng hóa học.

Sử dụng cảm biến như thế nào?

Cảm biến này được sử dụng với thiết bị thu thập và xử lí tín hiệu cầm tay Addestation aMixer MGA. Xin vui lòng tham khảo phần Thí nghiệm minh họa tại trang tiếp theo về chi tiết cách sử dụng cảm biến này với thiết bị aMixer MGA.

Cảm biến đếm giọt đi kèm với các phụ tùng sau (xem hình 1):

      (a)Cảm biến đếm giọt (bao gồm giá đỡ đếm giọt với 5 lỗ để lắp cảm biến dẫn, cảm biến pH, cảm biến nhiệt độ và ống buret, giá đỡ)
     (b)Vòi để chiều chỉnh lưu lượng chảy
     (c)Dây nối máy đếm giọt với bộ phận giao diện

Chuẩn hóa cảm biến đếm giọt

     1.Bật công tắc thiết bị aMixer MGA như ở hình 2. Màn hình của thiết bị hiện ra như ở hình 3.
Untitled1Untitled2
     2.Kết nối Cảm biến vào Kênh 1 của aMixer MGA. Đặt cái lẫy của đầu cắm cảm biến về phía đường kẻ trắng (Hình 4), và cắm vào; một tiếng “click” sẽ phát ra.
Untitled3
3.Cảm biến đếm giọt có chức năng tự động nhận cảm biến. Khi kết nối, cảm biến sẽ tự động đo. Màn hình thiết lập Cảm biến đếm giọt sẽ tự động hiện ra như ở hình 5.
demgiot5
4.Đối với “Thể tích tối đa (ml)”, chọn “50” (các lựa chọn khác là 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200).
5.Chọn “Có” để chuẩn hóa “Thể tích (ml) / giọt”. Bạn sẽ thấy một cửa sổ như hình 6.
demgiot6
6.Kẹp cảm biến đếm giọt vào giá đỡ, sau đó vặn chặt vít để cố định cảm biến.
7.Cho đầu của ống nhựa buret vào lỗ tương ứng của cảm biến đếm giọt. Ống buret được giữ ở vị trí thẳng đứng.
demgiot7demgiot8

      8. Đảm bảo rằng khóa dưới của ống nhựa buret được đóng, và đổ vào ống nhựa buret 50ml dung dịch chuẩn. Để một xilanh dung tích 10ml trống dưới giá đỡ đếm giọt (Hình 9).

demgiot9

9. Mở hoàn toàn khóa dưới ống nhựa buret và cẩn thận điều chỉnh khóa trên (xem hình 7) cho tới khi bạn thu được tốc độ nhỏ giọt phù hợp với thí nghiệm.

10. Giữ nguyên vị trí khóa trên của ống buret và không thay đổi vị trí trong suốt quá trình thí nghiệm Đóng hoàn toàn khóa dưới. Lấy một xilanh dung tích 10ml trống. Đổ vào dung dịch chuẩn 50 ml  trước khi bạn tiếp tục tiến hành thí nghiệm. (Chú ý: Đảm bảo rằng cảm biến đếm giọt có thể đo được các giọt bằng cách kiểm tra số đo bên cạnh “Số giọt dung dịch” trong cửa sổ “Sự hiệu chuẩn bộ đếm giọt” có tăng dần hay không?)

11. Chọn “Bắt đầu” và mở hoàn toàn khóa dưới của ống nhựa buret. (Chú ý: Đảm bảo rằng cảm biến đếm giọt có thể đo được các giọt bằng cách kiểm tra số đo bên cạnh “Số giọt dung dịch” trong cửa sổ “Sự hiệu chuẩn bộ đếm giọt” có tăng dần hay không?)

12. Khi lượng dung dịch trong xilanh trong khoảng 9 ml và 10 ml, đóng hoàn toàn khóa dưới và chọn “Dừng”.

13. Đọc chính xác nhất có thể tổng thể tích của dung dịch chuẩn trong xilanh và nhập vào giá trị bên cạnh “Tổng thể tích (ml)”.

14. Chọn “Cập nhật”. Thể tích trung bình của mỗi giọt dung dịch chuẩn sẽ được tính toán và hiển thị.

18. Chọn “OK”. Giá trị chuẩn hóa thể tích giọt sẽ được lưu lại trong aMixer MGA.

19. Chú ý tới vị trí của khóa trên và đảm bảo rằng nó không thay đổi trong suốt quá trình thí nghiệm.

20. Đảm bảo rằng ‘Kênh 1: Bộ đếm giọt’ được hiện ra (Hình 10); nó biểu thị cảm biến này đã được kết nối chính thức và sẵn sàng thu thập dữ liệu.

demgiot10

Thông số kĩ thuật

1. Chú ý

Cảm biến này được thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng giáo dục, nghĩa là không được sử dụng trong bất kì các ứng dụng thương mại, công nghiệp, y học hoặc nghiên cứu nào khác.

2. Thông số

Điện áp hoạt động : 5VDC +/- 0.25V

Nguồn sáng: Hồng ngoại (Với giá trị 875nm)

Thí nghiệm minh họa – Chuẩn độ

1. Mục đích

Xác định nồng độ của dung dịch NaOH bằng phương pháp chuẩn độ sử dụng một cảm biến đếm giọt và một cảm biến pH.

2. Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị thu thập xử lý dữ liệu cầm tay aMixer MGA
Cảm biến pH;
Cảm biến đếm giọt;
Ống nhựa (đi kèm với máy đếm giọt);

Chú ý: đảm bảo rằng hai khóa nhựa và vòi được gắn vào ống nhựa;

Cốc thí nghiệm 100ml;
Ống pipet 25ml;
Lọc pipet;
Máy khuấy từ với thanh giữ kim loại;
Thanh khuấy từ ;
Dung dịch NaOH chưa biết nồng độ;
Dung dịch axit HCl 0.2 M ;
Nước cất.
3. Các bước thí nghiệm
     1.Bật công tắc thiết bị aMixer MGA như ở hình 2. Màn hình của thiết bị hiện ra như ở hình 3.
     2.Kết nối cảm biến pH với Kênh 1 và Cảm biến đếm giọt với Kênh 2 của aMixer MGA.
     3.Màn hình thiết lập Cảm biến đếm giọt sẽ tự động hiện ra như ở hình 5. Chọn “Có” để hoàn thành chuẩn hóa đém giọt, nếu bạn đã chuẩn hóa rồi, chọn giá trị thich hợp và chọn “Không”.

Xin vui lòng tham khảo các bước chuẩn hóa trên và tiến hành từ bước 4 đến bước 19 với tốc độ nhỏ giọt 1 giọt trong 2 giây. Sau khi chuẩn hóa, giữ nguyên vị trí khóa phía trên của ống buret trong suốt quá trình thí nghiệm.

Bố trí thí nghiệm

demgiot11

      4.Dùng ống pipet cho 25ml dung dịch NaOH vào cốc thí nghiệm 100ml. Cho một thanh kuấy từ vào cốc thí nghiệm và đổ vào cốc một lượng 30ml nước cất sao cho cảm biến pH ngập hoàn trong dung dịch.
     5.Đặt cốc thí nghiệm lên trên máy khuấy từ. Bật máy khuấy từ, chú ý đặt cốc thí nghiệm ở tâm của máy khuấy từ có thể khuấy dung dịch đều.
     6.Kẹp máy đếm giọt vào giá đỡ và điều chỉnh vị trí của nó ở bên trên cốc thí nghiệm.
     7.Cẩn thận lấy cảm biến pH ra khỏi ống chứa và rửa đầu cảm biến bằng nước cất. Cho cảm biến pH vào đúng vị trí trên máy đếm giọt, (xem hình 8)
     8.Hạ thấp vị trí của cảm biến đếm giọt sao cho đầu của cảm biến pH ngập hoàn toàn trong dung dịch trong khi thanh khuấy từ vẫn hoạt động bình thường, không bị cản.
     9.Cho đầu vào của ống nhựa buret vào lỗ tương ứng của giá đỡ đếm giọt. Ống buret được giữ ở vị trí thẳng đứng (xem hình 8, 9)
     10.Chú ý đóng khóa dưới của ống nhựa buret. Vào đổ vào ống buret 50ml dung dịch HCL 0,2M (xem hình 8)

Quá trình thu thập dữ liệu

     11.Chọn ô icon01 để bắt đầu thu thập dữ liệu (bạn cũng có thể ấn nút màu xanh trên thiết bị aMixer MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu). Bạn sẽ nhìn thấy chữ đang chạy “Giá trị đo …” (Hình 12) khi các dữ liệu đã thu thập được vẽ đồ thị. Giá trị đo độ pH và thể tích sẽ được hiển thị như ở hình 12.
demgiot12
     12.Mở khóa dưới của ống nhựa buret. Cảm biến đém giọt sẽ đo lượng axít được thêm vào dung dịch NaOH, cảm biến pH sẽ đo sự thay đổi của độ pH trong hỗn hợp phản ứng. Đồ thị độ pH theo thời gian được hiển thị trên màn hình.
     13.Quan sát cẩn thận đồ thị khi cảm biến đo sự thay đổi độ pH và thể tích. Khi bạn có thể quan sát được đường cong chuẩn độ hoàn chỉnh trên màn hình (Hình 13), chọn ô  icon01  để dừng thu thập dữ liệu (bạn cũng có thể ấn nút màu đỏ trên thiết bị aMixer MGA để dừng thu thập dữ liệu).
demgiot13
     14.Đóng khóa dưới của ống nhựa buret.
     15.Chọn ô  icon7  để vẽ đồ thị kênh 1 đối với kênh 2 và thu được đường cong chuẩn độ của độ pH đối với thể tích (Hình 14).
demgiot14
     16.Chọn ô  icon3, sau đó ấn vào gần một điểm tương ứng với giá trị độ pH 7.0 trên màn hình. Một hình chữ thập sẽ xuất hiện tại điểm bạn đã ấn vào. (Nếu vị trí chọn của hình chữ thập không chính xác, bạn có thể sử dụng 4 nút mũi tên trên thiết bị aMixer MGA để di chuyển nó tới vị trí cần thiết). Đọc thể tích hiển thị ở phía trên cùng bên trái của màn hình (Hình 14). Ghi lại kết quả vào bảng trong phần “Phân tích”.
     17. Lặp lại quá trình chuẩn độ nhiều lần tới khi thu được kết quả ổn định.