تحقیق در مورد روشهای کولن سنجی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 8 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

روشهای کولن سنجی

در کولن سنجی از روی مقدار الکتریسیته عبور کرده از یک محلول؛ مقدار تغییر شیمیایی صورت گرفته را تعیین می کند.

مبنای محاسبات کولن سنجی قانون فاراده است.

قانون فاراده

هرگاه یک فاراده الکتریسیته از یک محلول بگذرد،

یک هم ارز گرم از ماده اکسید یا احیا می شود.

یک فاراده بار یک مول الکترون است.

F=1.6 ×10-19 × 6.02 × 1023 = 96500 Coulon

وسایل لازم برای کولن سنجی ؛

الکترودهای فلزی ،یا بی اثر مثل Pt و گرافیت

منبع جریان برق مستقیم.

آمپرسنج،

ولت متر،

رئوستا.

انواع روش های کولن سنجی:

الف)- اندازه گیری تحت پتانسیل ثابت

ب)- اندازه گیری تحت جریان

روش ب متداولتر است.

اگر I تغییر کند Q از رابطه بدست می آید.

اندازه گیری تحت پتانسیل ثابت:

اکسایش- کاهش آنالیت بدون وجود مزاحم انجام می شود.

در ابتدا شدت جریان بدلیل بالا بودن غلظت آنالیت زیاد است وبه مرور کم می شود باید انتگرال گیری کرد.

اندازه گیری تحت جریان ثابت

الکترولیز تا زمانی ادامه می یابد که یک معرف کامل شدن واکنش را نشان می دهد.

مقدار الکتریسیته عبوری (Q = i t) با اندازه گیری i و t بدست می آید.

تیتراسیونهای کولن سنجی

در این نوع تیتراسیون، تیترانت در اثر یک واکنش الکترودی در داخل محلول تولید می شود.

الکترولیز تا زمانی انجام می شود که آنالیت تمام شود.

تمام شدن آنالیت از واکنش تیترانت با معرف مناسب وتغییر رنگ ایجاد شده مشخص می شود.

تعداد فاراده های الکتریسیته عبور کرده برابر مقدار هم ارز گرمهای آنالیت است.

انواع تیتراسیونهای کولن سنجی

خنثی شدن یاتیتراسیون اسید و باز،

تیتراسیون رسوبی ،

تیتراسیون تشکیل کمپلکس ،

تیتراسیون اکسایش- کاهشی

مثال در مورد تیتراسیون کولن سنجی؛

تعیین مقدار Fe2+ در یک محلول،

مقدار زیادی Ce3+ به محلول مجهول اضافه می کنیم. جریان برق از محلول عبور داده شده می شود:

Ce 3+ Ce4+ +e

Ce4+ +Fe2+ Ce3+ +Fe3+

پس از اتمام +2Fe و +4Ce در محلول باقی می ماند که رنگ آن با محلول اولیه متفاوت است.

تعیین عدد فاراده به روش الکترولیز

و سایل لازم:

دو عدد تیغه مسی، دو بشر،

آمپرمتر، ولتمتر، منبع تغذیه.

مواد لازم:

محلول سولفات، مس حدود 5/0 مولار،

محلول اسیدسولفوریک 4 مولار

اندازه گیری عدد فاراده

تیغه های مسی را سمباده زده و پس از شستشو در آون خشک می کنیم.

یکی را بعنوان کاتد و دیگری به عنوان آند علامت گذاری می کنیم.

در داخل محلول سولفات مس قرار می دهیم.

مدار را سری می بندیم، ولتمتر بطور موازی،

شدت جریان ثابتی برای مدت معینی (t ) از محلول عبور می دهیم .

پس از خشک ، تمییز کردن تیغه ها را وزن (I ) می کنیم.

محاسبه عدد فاراده

از رابطه:

i = شدت جریان t = زمان عبور جریان الکتریسیته از محلول M = جرم اتمی مس

gr = مقدار گرم مس اکسید شده یا کاهیده شده n = تعداد الکترونهای مبادله شده

تیتراسیون کولن سنجی خنثی شدن

بستن دستگاه ؛

دو بشر انتخاب می کنیم و در یکی 100 میلی لیتر آب و یک گرم NaCl.

در بشر دیگر 1 میلی لیتر محلول اسید با غلظت نامعلوم و 2 قطره فنل فتالئین می ریزیم.

در هر بشر یکی الکترود گرافیت قرار می دهیم دو بشر را با یک پل نمکی به یکدیگر متصل می نمائیم.

دو الکترود را از طریق رئوستا، آمپرمتر و منبع تغذیه به یکدیگر وصل می کنیم.

انجام تیتراسیون کولن سنجی خنثی شدن

ولتاژ مناسب برقرار می کنیم.

شدت جریان را ثابت می کنیم و زمان شروع برقراری جریان الکتریسیته را یادداشت می کنیم،

به محض ارغوانی شدن محلول جریان برق را قطع می کنیم.

زمان را یادداشت می کنیم.

محاسبه غلظت اسید

به تعداد فارده های الکتریسیته عبور کرده از محلول همان تعداادهم ارز OH- تولید شده است، که باهمان تعداد H+ خنثی شده است.

Q=I× t

تعداد فاراده =تعداد هم ارز OH- =

N×V = مقدار هم ارز OH

V = حجم اسید مجهول برداشته شده N = نرمالیته اسید مجهول

تیتراسیون کولن سنجی اکسایش کاهش:

در این نوع تیتراسیون، ماده تیتر کننده که یک ماده اکسنده(یا کاهنده) است در یکی از الکترودها تولید می شود.

آنالیت نیز یک ماده کاهنده (یا اکسنده) است و با تیتر کننده تولید شده واکنش می دهد.

تحقیق درباره قانون گوس قانون کولن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

قانون گوس- قانون کولن

قانون کولن را می‌توان از قانون به دست آمده مثلا یک با نقطه‌ای q در مرکز کره‌ای در نظر بگیریم.

لذا

برای تمام نقاط روی سطح ثابت پس از انتگرال خارج می‌شود.

البته می‌توان برعکس نیز عمل کرد یعنی گوس را از کولن بگیریم.

اما اگر سطح متقارن نباشد نمی‌توانیم لذا قانون گوس عمومی‌تر است.

پس قانون کوس از معادلات اساسی و بنیادی الکترومغناطیس،کسول است ولی قانون کولن نسبت چون آن را از گوس می‌گیریم.

حل مسئله: معمولا سطوحی را انتخاب می‌کنیم که تقارن داشته باشد تا در تمام یا قسمتی از آن ثابت باشد و از انتگرال خارج شود یا طوری انتخاب می‌کنیم که شار گذرنده از قسمتی از سطوح صفر باشد.

توزیع بار تقارن کروی

موارد استفاده خط نامنتهی بار

صفر نامتناهی

1) خط نامحدود بار: میدان الکترنیکی در تقابل در بیرون کم، ولی نزدیک به آن و به فاصله زیاد از دو سر آن

از روبه رو

چون خطوط قوایی نمی‌گذرد

ثابت از انتگرال خارج

2- استوانه نامحدود توخالی

3) استوانه توپر باردار

3- توزیع نامحدود صفحه یا چگالی سطحی

میدان مستقل از فاصله یعنی میدان یکنواخت است

4- توزیع کروی بار کره توخالی

E=0

مانند با نقطه‌ای

تحقیق درباره قانون کولن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 2

قانون کولن

علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک الکترونیک

قانون کولن بیان می‌کند که نیروی که دو بار الکتریکی بر یکدیگر وارد می‌کنند، با حاصل‌ضرب اندازه دو بار نسبت مستقیم و با مجذور فاصله آنها نسبت عکس دارد.

دید کلی

در اواخر قرن هیجدهم علوم تجربی به درجه‌ای از رشد و پیشرفت رسیده بود که بتوان مشاهدات دقیقی درباره نیروهای میان بارهای الکتریکی به عمل آورد. نتایج این مشاهدات را که در آن زمان فوق‌العاده مجادله‌آمیز بودند، نمی‌توان به این صورت بیان نمود. دو نوع و فقط دو نوع بار الکتریکی وجود دارد که ما اینها را به نام بارهای الکتریکی مثبت و منفی می‌شناسیم. همچنین دو بار نقطه‌ای نیروهایی بر یکدیگر اعمال می‌کنند که بزرگی این نیروها با مربع فاصله بین دو بار نسبت عکس و با حاصل‌ضرب اندازه بارها نسبت مستقیم دارد. این نیرو برای بارهای همنام دافعه و در مورد بارهای غیرهمنام جاذبه است (نیروی کولن).آنچه گفته شد به افتخار شارل آرگوستن کولن (Chorles Augustim Coulumb) که از پیشروان الکتریسیته در قرن هیجدهم بود، به نام قانون کولن معروف است.

ترازوی پیچشی کولن

کولن دستگاهی ساخت که به وسیله آن می‌توانست نیرویی را که دو ذره باردار بر یکدیگر وارد می‌کنند، اندازه بگیرد. در ترازوی کولن میله‌ای دمبل مانند قرار دارد که به دو انتهای آن کره‌های کوچکی متصل شده است. این دمبل بوسیله یک رشته که از وسط دمبل می‌گذرد، آویخته شده است. هر گاه کره باردار دیگری را به یکی از کره‌های دمبل که قبلا باردار شده است، نزدیک کنیم، بر اساس قانون کولن با توجه به نوع بارها ، این دو یکدیگر را جذب یا دفع می‌کنند، بنابراین در اثر این نیرو دمبل خواهد چرخید و رشته تاب می‌خورد. با اندازه گیری زاویه انحراف دمبل می‌توان نیروی میان دو بار الکتریکی را سنجید. کاوندیش بعدها با الهام از ترازوی پیچشی کولن وسیله‌ای ساخت که برای اندازه گیری نیروی جاذبه گرانش بکار می‌رود (ترازوی کاوندیش).به این ترتیب قانون کولن به صورت تجربی مورد تائید واقع شد. البته لازم به ذکر است که باور ما در مورد قانون کولن ، از نظر کمی مبتنی بر تجربه‌های کولن نیست. دقت اندازه گیریهای ترازوی پیچشی کولن به زحمت از چند درصد تجاوز می‌کند. به عنوان مثال ، چنین اندازه گیریهایی نمی‌تواند ما را متقاعد سازد که در رابطه قانون کولن توان فاصله بارها از یکدیگر دقیق برابر 2 است.

گستره عمل قانون کولن

قانون کولن در مورد بارهای نقطه‌ای بکار می‌رود. از لحاظ ماکروسکوپی بار نقطه‌ای باری است که ابعاد فضایی آن در مقایسه با هر طول دیگری در مسئله مورد نظر بسیار کوچک است. قانون کولن در مورد برهمکنش‌های ذرات بنیادی ، مانند پرتونها و الکترونها نیز صادق است. در مورد دفع الکترواستاتیکی میان هسته‌ها در فواصل بیشتر از نیز این قانون صدق می‌کند، اما در فواصل کمتر نیروهای پر قدرت و کوتاه‌برد هسته‌ای عمل می‌کنند.

مشخصات قانون کولن

نیرویی که قانون کولن بیان می‌کند، به نیروی کولن معروف است. نیروی کولن بسته به نوع بارهای الکتریکی می‌تواند جاذبه یا دافعه باشد. قانون کولن یک قانون تجربی است، ولی با وجود این شواهد تجربی و نظری هر دو نشان می‌دهند که قانون عکس مجذور فاصله‌ای کولن دقیق است. آنچه قانون کولن بیان می‌کند، یک رابطه تناسبی است. با ضرب کردن طرف دوم در یک ثابت تناسب این رابطه تناسبی به یک تساوی تبدیل می‌شود. مقدار ثابت تناسب بستگی به دستگاه یکایی دارد که مورد استفاده قرار می‌گیرد.به عنوان مثال ، در سیستم یکای گاوسی این مقدار ثابت را برابر یک فرض می‌کنند و یکای بار الکتریکی را به گونه‌ای انتخاب می‌کنند که رابطه با تجربه سازگار باشد. اما دستگاه SI که بار الکتریکی را بر حسب کولن ، فاصله را بر حسب متر و نیرو را بر حسب نیوتن بیان می‌کنند، ثابت تناسب باید کمیتی باشد که دارای بعد است. بوسیله آزمایشهای تجربی مقدار این ثابت تناسب بصورت زیر محاسبه می‌شود:

در بعضی از موارد به منظور ساده‌تر کردن محاسبه به جای مقدار فوق عبارت به ظاهر پیچیده را قرار می‌دهند که در آن کمیتی است که به عنوان ضریب گذردهی الکتریکی خلا معروف است و مقدار عددی آن برابر است.

اهمیت قانون کولن

مفهوم قانون کولن فراتر از توصیف نیروهای میان کره‌های باردار است. این قانون می‌تواند در فیزیک کوانتومی نیروهای الکتریکی که الکترونهای یک اتم را به هسته آن پیوند می‌دهد، نیروهایی که اتمها را به هم پیوند می‌دهند تا مولکول تشکیل شود و نیروهایی که برای تشکیل جامدات ، مایعات ، اتمها یا مولکولها را به هم پیوند می‌دهند، را به درستی توصیف کند. از این رو بیشتر نیروهایی که در زندگی روزمره خود با آنها سر و کار داریم، گرانشی نیستند، بلکه الکتریکی هستند.در هسته اتم نیروی جدیدی وجود دارد که نه دارای ماهیت گرانشی است و نه الکتریکی. این نیروی جاذبه قوی که پروتونها و نوترونهای تشکیل دهنده هسته را به هم پیوند می‌دهد، نیروی هسته‌ای یا برهمکنش قوی هسته‌ای نام دارد. اگر این نیرو وجود نداشت، هسته در اثر نیروی دافعه کولنی قوی میان پروتونهای آن به یکباره متلاشی می‌شد.

تحقیق درباره ی روشهای کولن سنجی 8 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 9

روشهای کولن سنجی

در کولن سنجی از روی مقدار الکتریسیته عبور کرده از یک محلول؛ مقدار تغییر شیمیایی صورت گرفته را تعیین می کند.

مبنای محاسبات کولن سنجی قانون فاراده است.

قانون فاراده

هرگاه یک فاراده الکتریسیته از یک محلول بگذرد،

یک هم ارز گرم از ماده اکسید یا احیا می شود.

یک فاراده بار یک مول الکترون است.

F=1.6 ×10-19 × 6.02 × 1023 = 96500 Coulon

وسایل لازم برای کولن سنجی ؛

الکترودهای فلزی ،یا بی اثر مثل Pt و گرافیت

منبع جریان برق مستقیم.

آمپرسنج،

ولت متر،

رئوستا.

انواع روش های کولن سنجی:

الف)- اندازه گیری تحت پتانسیل ثابت

ب)- اندازه گیری تحت جریان

روش ب متداولتر است.

اگر I تغییر کند Q از رابطه بدست می آید.

اندازه گیری تحت پتانسیل ثابت:

اکسایش- کاهش آنالیت بدون وجود مزاحم انجام می شود.

در ابتدا شدت جریان بدلیل بالا بودن غلظت آنالیت زیاد است وبه مرور کم می شود باید انتگرال گیری کرد.

اندازه گیری تحت جریان ثابت

الکترولیز تا زمانی ادامه می یابد که یک معرف کامل شدن واکنش را نشان می دهد.

مقدار الکتریسیته عبوری (Q = i t) با اندازه گیری i و t بدست می آید.

تیتراسیونهای کولن سنجی

در این نوع تیتراسیون، تیترانت در اثر یک واکنش الکترودی در داخل محلول تولید می شود.

الکترولیز تا زمانی انجام می شود که آنالیت تمام شود.

تمام شدن آنالیت از واکنش تیترانت با معرف مناسب وتغییر رنگ ایجاد شده مشخص می شود.

تعداد فاراده های الکتریسیته عبور کرده برابر مقدار هم ارز گرمهای آنالیت است.

انواع تیتراسیونهای کولن سنجی

خنثی شدن یاتیتراسیون اسید و باز،

تیتراسیون رسوبی ،

تیتراسیون تشکیل کمپلکس ،

تیتراسیون اکسایش- کاهشی

مثال در مورد تیتراسیون کولن سنجی؛

تعیین مقدار Fe2+ در یک محلول،

مقدار زیادی Ce3+ به محلول مجهول اضافه می کنیم. جریان برق از محلول عبور داده شده می شود:

Ce 3+ Ce4+ +e

Ce4+ +Fe2+ Ce3+ +Fe3+

پس از اتمام +2Fe و +4Ce در محلول باقی می ماند که رنگ آن با محلول اولیه متفاوت است.

تعیین عدد فاراده به روش الکترولیز

و سایل لازم:

دو عدد تیغه مسی، دو بشر،

آمپرمتر، ولتمتر، منبع تغذیه.

مواد لازم:

محلول سولفات، مس حدود 5/0 مولار،

محلول اسیدسولفوریک 4 مولار

اندازه گیری عدد فاراده

تیغه های مسی را سمباده زده و پس از شستشو در آون خشک می کنیم.

یکی را بعنوان کاتد و دیگری به عنوان آند علامت گذاری می کنیم.

در داخل محلول سولفات مس قرار می دهیم.

مدار را سری می بندیم، ولتمتر بطور موازی،

شدت جریان ثابتی برای مدت معینی (t ) از محلول عبور می دهیم .

پس از خشک ، تمییز کردن تیغه ها را وزن (I ) می کنیم.

محاسبه عدد فاراده

از رابطه:

i = شدت جریان t = زمان عبور جریان الکتریسیته از محلول M = جرم اتمی مس

gr = مقدار گرم مس اکسید شده یا کاهیده شده n = تعداد الکترونهای مبادله شده

تیتراسیون کولن سنجی خنثی شدن

بستن دستگاه ؛

دو بشر انتخاب می کنیم و در یکی 100 میلی لیتر آب و یک گرم NaCl.

در بشر دیگر 1 میلی لیتر محلول اسید با غلظت نامعلوم و 2 قطره فنل فتالئین می ریزیم.

در هر بشر یکی الکترود گرافیت قرار می دهیم دو بشر را با یک پل نمکی به یکدیگر متصل می نمائیم.

دو الکترود را از طریق رئوستا، آمپرمتر و منبع تغذیه به یکدیگر وصل می کنیم.

انجام تیتراسیون کولن سنجی خنثی شدن

ولتاژ مناسب برقرار می کنیم.

شدت جریان را ثابت می کنیم و زمان شروع برقراری جریان الکتریسیته را یادداشت می کنیم،

به محض ارغوانی شدن محلول جریان برق را قطع می کنیم.

زمان را یادداشت می کنیم.

محاسبه غلظت اسید