מעבדה מתקדמת בכימיה פיזיקלית - ניסוי 2
Langmuir-Blodgett Films
שכבות חד-מולקולאריות ואפיונן
הנחיות לסטודנט/ית למעבדת Langmuir Blodgett
בניסוי זה נחקור וניצור באמצעות מכשיר ה- LB, שכבות לנגמיר חד-מולקולאריות, המורכבות ממולקולות אמפיפיליות (בעלות קצה הידרופילי ושייר הידרופובי). את השכבות הללו ניצור בשטח המגע שבין שתי הפאזות בניסוי - הפאזה הנוזלית (מימית) והפאזה הגזית (אוויר).
המעבדה מחולקת ל-4 שבועות:
שבוע 1 - קבלת חומר תיאורטי ודגשים מהמדריך.
שבוע 2 - הכרת המערכת וביצוע ניסוי מספר 1 - "איזותרמות של חומצות שונות".
שבוע 3 - ביצוע ניסוי מספר 2 - "יונים ב-Sub-phase".
שבוע 4 - בוחן בכתב וביצוע ניסוי מספר 3 - "הכנת דיאגראמת Ω-A עבורPDA ".
בתחילת כל מעבדה יהיה בוחן בע"פ, בנוסף לבוחן בכתב שיתקיים בשבוע השלישי.
על כל זוג להגיש דו"ח מסכם תוך שבוע מסיום השבוע הרביעי של המעבדה.
מבנה הציון:
20% - הכנה ובוחן בע"פ.
20% - עבודה במעבדה.
30% - בוחן בכתב.
30% - דו"ח מסכם.
הכנה למעבדה:
על מנת להתכונן למעבדה יש לקרוא לעומק את כל הקבצים המצורפים.
יש לקרוא תחילה את שלוש הקבצים המכילים את הרקע התיאורטי, לפי הסדר הבא:
לאחר מכן, יש לקרוא את קובץ ההנחיות, המכיל את המדריך למכשיר ה-LB איתו נעבוד. בנוסף, יש להגיע למעבדה עם טבלת חומרים וחישובים רלוונטיים.
טבלת חומרים
-
שם החומר ושמות נרדפים.
-
נוסחא כימית.
-
מסה מולארית.
-
במידה ורלוונטי – ריכוז.
-
סכנות ובטיחות.
המעבדה מתקיימת בבניין אורנשטיין חדר 108.
תדריך לסטודנט/ית למעבדת Langmuir Blodgett
בתחילת כל יום עבודה יש לבצע כיול לגלאי הלחץ (Calibrate Pressure Sensor)!
לפני כל ניסוי ודאו שה-Trough נקי מזיהומים!
הפרוצדורות המפורטות מופיעות בקובץ ההנחיות.
ניסוי מספר 1 - איזותרמות של חומצות שונות
הכינו שלוש איזותרמות מתמיסות החומצה הבאות (בריכוז של 1mg/mL בכלורופורם):
-
Stearic Acid
-
Arachidic Acid
-
Docosanoic Acid
את האיזותרמות יש לקחת באופן הבא:
טפטפו באיטיות 50µL של תמיסת החומצה כאשר אתם ממתינים מספר שניות בין טיפה לטיפה כדי שהממס יתנדף, לאחר שסיימתם לטפטף את החומר, המתינו כמה דקות.
כוונו את ה-Barrier Speed ל- 20cm2/min.
הכנסו ל-Monolayer Menu (עמוד 121 ב-manual).
-
וודאו שהערך של המסה המולארית מתאים לחומר שבו אתם משתמשים (נא להגיע מוכנים למעבדה עם המסות המולאריות!).
-
וודאו שריכוז התמיסה מתאים לריכוז התמיסה בה אתם משתמשים.
-
וודאו שערך נפח התמיסה המטופטפת מתאים.
בחרו ב-isotherm.
עיבוד נתונים:
הציגו על גבי גרף אחד את שלוש האיזותרמות וחלצו מכל איזותרמה את A0 ו- Ωc. חשבו איזה מגמה אנחנו מצפים לראות ולמה? השוו את A0 לערכים התיאורטיים.
ניסוי מספר 2 - יונים ב-Sub-phase
הכינו 2 תמיסות של ZnSO4 בריכוז של 10-2M ו- 10-4M במים, בנפח של 1L.
בהינתן בקבוק מדידה אחד של 1L – חשבו איך תוכלו להכין את שתי התמיסות בדרך היעילה ביותר.
הכינו שלוש איזותרמות של Stearic Acid (מהתמיסה שהכנתם שבוע שעבר) על גבי Sub-phases שונים:
-
H2O
-
ZnSO4 בריכוז של 10-2M.
-
ZnSO4 בריכוז של 10-4M.
את האיזותרמות יש לקחת לפי הפרוצדורה בניסוי 1, עיבוד הנתונים זהה גם כן.
עיבוד נתונים:
הציגו על גבי גרף אחד את שלוש האיזותרמות וחלצו מכל איזותרמה את A0 ו- Ωc. חשבו איזה מגמה אנחנו מצפים לראות ולמה? השוו את A0 לערכים התיאורטיים.
ניסוי מספר 3 - הכנת דיאגרמת Ω-A עבור (PDA (Pentadecanoic Acid
כהכנה לניסוי זה יש לקרוא את מאמר ההכנה.
הכינו תמיסת HCl בריכוז של 10-2M בבקבוק מדידה של 1L.
הכינו תמיסת PDA בריכוז של 1mg/mL בכלורופורם.
יש לקחת שלוש איזותרמות בטמפרטורות הבאות:
~35℃ Heating (3) ~17℃ Cooling (2) ~25℃ Room Temp (1)
מלאו את ה-Trough בתמיסת ה-HCl, המתינו להתייצבות טמפרטורה ב- Trough ורק לאחר מכן טפטפו את תמיסת החומצה על גבי ה-Trough. לאחר מכן עקבו אחר הפרוצדורה בניסוי 1.
עיבוד נתונים:
בנוסף לעיבוד הנתונים שבוצעו בשבועות הקודמים, יש לבצע עיבוד נתונים נוסף עפ"י המאמר ובסופו לחלץ את Tc.
בהצלחה!