Radyo Frekans Dalgaları İle Bir Elektrolitik Çözeltinin Konsantrasyonunun Belirlenmesi

Belirli elektrolitik çözeltilerin konsantrasyonlarının, çözeltiye herhangi bir elektrot temas ettirmeden, en düşük hata ile belirlenebilmesi

İnsan vücudu ve tüm canlı dokuların büyük bir bölümü elektrolitik çözeltilerden oluşmaktadır. Bu nedenle elektrolitik çözeltilerin iletkenlik ve konsantrasyonlarının doğru olarak ölçülmesi önem taşımaktadır. Bir elektrolitik çözeltinin fiziksel özellikleri, içinde bulunan birim hacimdeki çözünmüş iyon sayısına bağlıdır. Elektrolitik çözeltiler, radyo frekans mertebesindeki elektromagnetik dalgalar ile etkileşime sokulduğunda çözelti dalgalardan enerji soğurabilmektedir. Etkileşim mekanizması, elektromagnetik alan içerisinde bulunan yüklü bir taneciğe etkiyen elektromagnetik kuvvet ile yüklerin hareket etmesi ve bunun sonucunda oluşan elektrik akımı dağılımının bobin hücresinin etkin indüktansını belirlenmesi temeline dayanır. Bu prensipten yararlanarak soğurduğu enerji miktarına bağlı olarak çözelti konsantrasyonu tayin edilebilmektedir. Yaptığımız çalışmada bir dirence seri bağlı bobin-kondansatör paralel hücresi kullanılarak bir çözeltinin konsantrasyonunun bulunması amaçlanmıştır. Yöntemimizde ölçüm hücresi olarak bobin kullanılmıştır. Açıortay, yükseklik, iç teğet ve dış teğet çemberlerini kullandığımızda nasıl değiştiğini bulduk.

Birbirine bağlı bobin ve kondansatör elemanlarından, bobinin içine bir elektrolitik çözelti doldurulduğunda devrenin rezonans frekansı bu olaydan etkilenmektedir. Belli bir kimyasalın çeşitli yoğunluklardaki çözeltileri kullanılarak kalibrasyon eğrileri oluşturulup, bu eğriler aynı maddenin herhangi bir çözeltisinin konsantrasyonunu belirlemek üzere kullanılabilecektir. Kullandığımız devre, paralel bir L-C devresidir. Bu yöntemin seri devreye tercih edilmesinin sebebi daha kolay gözlem olanağı sağlamasıdır. Seri devrede kullanılan bobinin, ohmik direnci ve ışıma yoluyla gerçekleşen enerji kaybı ölçüm sonuçları üzerinde, bizim yöntemimize göre daha etkilidir.

Paralel bağlı bobin ve kondansatör elemanlarının rezonans durumu ideal olarak, bu iki elemanın direnç üzerinden zıt fazda ve eşit büyüklükte akımlar çekmesi biçiminde gerçekleşir. Bu durumda  dir. Böylece direnç üzerinden geçen akım ve dolayısıyla uçları arasındaki potansiyel farkı ideal olarak 0 olur. Bu durum, Z empedansının  olmasına karşılık gelir

Molardan Molara kadar NaCl çözeltilerinin konsantrasyonlarını tayin etmek amacıyla hazırladığımız kalibrasyon eğrileri elde edilmiştir. Bu aralığa denk düşen herhangi bir NaCl çözeltisinin konsantrasyonu, rezonans ölçümleri yapılıp, bu değerler eğrilerdeki değerler ile karşılaştırılarak bulunabilmektedir. Kalibrasyon eğrilerinin kapsamı geniş tutulduğunda ölçüm aralığı genişleyecektir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir