Урвалын хурдны графикийг хэрхэн хийх вэ
Урвалын хурдны график нь химийн урвал цаг хугацааны явцад хэрхэн явагддагийг шинжлэх, ойлгох хүчирхэг хэрэгсэл юм. Эдгээр графикийг ашиглан бид химийн урвал дахь урвалж бодис эсвэл бүтээгдэхүүний концентрацийн өөрчлөлтийг хянаж, урвалын хурд, урвалын механизм гэх мэт олон чухал мэдээллийг тайлбарлаж чадна. Энэ нийтлэлд өгөгдөл бэлтгэх, зураг зурах, үр дүнг тайлбарлах зэрэг урвалын хурдны графикийг хэрхэн үүсгэх талаар алхам алхмаар зааварчилгаа өгөх болно.
Пендахулуан
Урвалын хурдны графикууд нь ерөнхийдөө урвалж бодис эсвэл бүтээгдэхүүний концентраци ба хугацаа дээр суурилдаг. Эдгээр графикуудаас бид урвалын хурдыг тодорхойлж, түүнд нөлөөлдөг хүчин зүйлсийг ойлгож чадна. Энэ нь хими, эмийн судалгаа, химийн инженерчлэл болон химийн урвалын шинжилгээ шаарддаг бусад янз бүрийн салбарт маш хэрэгтэй.
Пенгумпулан өгөгдөл
Урвалын хурдыг графикаар дүрслэх эхний алхам бол үнэн зөв өгөгдөл цуглуулах явдал юм. Энэ өгөгдөл нь ихэвчлэн цаг хугацааны янз бүрийн цэг дэх урвалж бодис эсвэл бүтээгдэхүүний концентрацийг агуулдаг. Эдгээр концентрацийг хэмжихэд хэд хэдэн аргыг ашиглаж болно:
1. Спектрофотометр: Тодорхой долгионы уртад урвалж бодис эсвэл бүтээгдэхүүний гэрлийн шингээлтийг хэмжих.
2. Титрлэлт: Тодорхой нэгдлийн концентрацийг тодорхойлохын тулд нэмэлт химийн урвалуудыг ашиглах.
3. Хроматографи: Холимгийг ялгаж, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентрацийг илрүүлэх замаар хэмжих.
4. Хийн даралтын хэмжилт: Хийн урвалын хувьд даралтын хэмжилтийг концентрацийн өөрчлөлтийг хэмжихэд ашиглаж болно.
Багаж хэрэгсэл, материалыг бэлтгэх
Мэдээлэл цуглуулж эхлэхээсээ өмнө шаардлагатай бүх багаж хэрэгсэл, материалыг бэлэн байлгаарай. Үүнд дараахь зүйлс багтана, гэхдээ үүгээр хязгаарлагдахгүй.
– Химийн урвалжууд
– Хэмжих хэрэгсэл (пипетка, бюретка, спектрофотометр гэх мэт)
– Стакан, хэмжих колбо, туршилтын хоолой
– Өгөгдлийн шинжилгээний програм хангамж (Excel, Origin эсвэл бусад статистикийн програм хангамж)
Бүх багаж хэрэгсэл, материалыг бэлэн болгосны дараа олж авсан өгөгдөл үнэн зөв, найдвартай эсэхийг баталгаажуулахын тулд туршилтыг сайтар зохион байгуулна.
Туршилтын үйл явц
Бүх бэлтгэл ажил дууссаны дараа туршилтыг журмын дагуу явуулна. Дараах ерөнхий алхмуудыг дагана уу:
1. Урвал эхлүүлэх: Урвалжуулагчдыг тодорхой нөхцөлд (температур, даралт, рН гэх мэт) холино.
2. Дээж авах: Шинжилгээнд зориулж тодорхой хугацааны интервалаар дээж авах. Дээж авах хугацаа нь урвалын хурдны өөрчлөлтийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг авахад хангалттай давтамжтай байх ёстой.
3. Хэмжилт: Дээж бүрийг урвалж бодис эсвэл бүтээгдэхүүний концентрацид нэн даруй шинжилнэ.
4. Өгөгдөл бүртгэх: Хэмжилтийн бүх үр дүнг цаг хугацаа болон концентраци зэрэг анхааралтай тэмдэглэнэ.
Зураглалын өгөгдөл
Өгөгдөл цуглуулсны дараа дараагийн алхам бол өгөгдлийг график болгон дүрслэх явдал юм. Excel програмын жишээ болгон ашиглан урвалын хурдны графикийг дүрслэх алхмуудыг доор харуулав.
1. Excel руу өгөгдөл оруулах: Excel програмыг нээгээд эхний баганад цагийн өгөгдлийг, хоёр дахь баганад концентрацийн өгөгдлийг оруулна уу.
2. Өгөгдөл сонгох: Оруулсан өгөгдлийг тодруулна уу.
3. График үүсгэх: “Оруулах” таб руу очиж, “Тархалтын график”-ийг сонгоод хүссэн тархалтын графикийн төрлийг сонгоно уу (ихэвчлэн туршилтын өгөгдөлд холбох шугамгүй).
4. Графикийн шошго: Графикийн гарчиг, x тэнхлэгийн шошго (цаг) болон y тэнхлэгийн шошго (концентраци) нэмнэ үү.
Жишээ өгөгдөл:
| Хугацаа (с) | Агууламж (моль/л) |
|————–|————————-|
| 0 | 1.00 |
| 30 | 0.80 |
| 60 | 0.65 |
| 90 | 0.50 |
| 120 | 0.35 |
Эдгээр алхмууд нь цаг хугацааны явцад концентрацийн өөрчлөлтийг харуулсан тархалтын графикийг гаргана. Энэ график нь цаашдын шинжилгээний үндэс суурь болно.
График шинжилгээ
Одоо бидэнд график байгаа тул дараагийн алхам бол урвалын хурдны талаар мэдээлэл авахын тулд үүнийг шинжлэх явдал юм.
1. Урвалын хурдыг тодорхойлох: Тодорхой цэг дээрх урвалын хурдыг тухайн цэг дээрх графикийн налууг (градиент) тодорхойлж тооцоолж болно.
2. Өгөгдлийн тогтвортой байдал: Өгөгдлийн хүлээгдэж буй химийн кинетикийн загвартай (тэг, эхний эсвэл хоёрдугаар эрэмбийн) нийцэж байгааг шалгана уу.
– Тэг эрэмбэ: Урвалын хурд нь урвалд орогч бодисын концентрацаас хамааралгүй. Концентраци ба цаг хугацааны график нь сөрөг налуутай шулуун шугам юм.
– Нэгдүгээр эрэмбийн: Урвалын хурд нь нэг урвалжийн концентрацитай шууд пропорциональ байна. ln(концентраци) ба хугацааны график нь шулуун шугам юм.
– Хоёрдугаар эрэмбийн: Урвалын хурд нь нэг урвалжийн концентрацийн квадрат эсвэл хоёр урвалжийн үржвэртэй шууд пропорциональ байна. 1/концентраци ба цаг хугацааны график нь шулуун шугам юм.
3. Өгөгдлийн экстраполяци: Хэрэв бидэнд тохиромжтой кинетик загвар байгаа бол бид өөр өөр нөхцөлд урвалын зан төлөвийг урьдчилан таамаглахын тулд өгөгдлийг экстраполяци хийж болно.
4. Гадаад хувьсагчдын нөлөө: Гадны хувьсагчид (температур эсвэл рН гэх мэт) урвалын хурдны графикт хэрхэн нөлөөлж байгааг шинжил. Жишээлбэл, та өөр өөр температурын нөхцөлд хэд хэдэн график үүсгэж, тэдгээрийг харьцуулж болно.
Алдаа ба баталгаажуулалт
Анхны шинжилгээ хийсний дараа туршилт болон өгөгдлийн шинжилгээнд гарч болзошгүй алдааг шалгах нь чухал юм.
1. Системчилсэн алдаа: Нэг чиглэлд тогтмол алдаа гарахад хүргэж болох хүчин зүйл байна уу? Жишээлбэл, хэмжих хэрэгслийн тохируулгын алдаа.
2. Санамсаргүй алдаа: Хувь хүний хэмжилтээс үүсэх хувьсах чанар. Үүнийг давтан хэмжилт болон дундажийг ашиглан багасгаж болно.
3. Аргын баталгаажуулалт: Өгөгдлийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд шаардлагатай бол туршилтыг давтана уу. Үр дүнг шалгахын тулд өөр аргуудыг ашиглаарай (жишээлбэл, хэрэв та спектрофотометр ашигласан бол баталгаажуулалт болгон титрлэлтийг туршиж үзээрэй).
Дүгнэлт
Урвалын хурдны график үүсгэх нь нарийн ширийн зүйлд анхаарал хандуулах, нарийвчлал шаарддаг хэд хэдэн алхамыг хамардаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр графикууд нь урвалын механизм болон химийн урвалын хурданд нөлөөлдөг хүчин зүйлсийн талаар үнэ цэнэтэй ойлголтыг өгч чадна. Энэ нийтлэл дэх алхмуудыг дагаж мөрдвөл та судалгаа эсвэл практик хэрэглээнд үнэлж баршгүй үнэн зөв, мэдээлэл сайтай график үүсгэж чадна.
Химийн нарийн төвөгтэй ертөнцөд урвалын хурдны графикууд нь химийн урвалын динамикийг ойлгох, шинжлэх ухааны мэдлэгээ баяжуулах, химийн процессуудыг үр дүнтэй зохион бүтээх, хянах чадварыг маань дээшлүүлэх харааны аргыг санал болгодог. Тиймээс багаж хэрэгслээ авч, мэдээллээ цуглуулж, химийн урвалын хурдны ертөнцийг судлахын тулд график зурж эхлээрэй!
