Name: a simple, low-cost, and robust system to measure the volume of hydrogen evolved by chemical reactions with aqueous solutions
Uploaded: 2016-08-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple, Low-cost, and Robust System to Measure the Volume of Hydrogen Evolved by Chemical Reactions with Aqueous Solutions at JoVE.com

The authors thank the EPSRC and Intelligent Energy Ltd for funding this project. PB also thanks the SCI for the award of a Messel Scholarship.

1. مجموعة المتابعة من البرامج البيانات تسجيل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تثبيت جمع البيانات وبرنامج جداول البيانات على جهاز كمبيوتر مجهزة المنفذ التسلسلي RS232. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيل الكمبيوتر إلى التوازن باستخدام كابل موصل RS232 المناسب (في هذه الطريقة كل من الكمبيوتر والتوازن مطلوب 9 دبوس موصل). وعادة ما تكون مرتبطة التوازن إلى COM1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح البرنامج جمع البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتسجيل البيانات في جدول بيانات (على سبيل المثال، إكسل)، انتقل إلى &#39;وضع&#39;، ثم &#39;أرسل ضربات المفاتيح ل&quot;، أدخل الاسم المناسب للبرنامج جداول البيانات في&#39; التطبيق شريط العنوان النص &#39;وحدد&#39; EXCEL.EXE&quot; في و&quot;سطر الأوامر، ثم اضغط على&quot; موافق &quot;. يجب أن تظهر علامة الاختيار بجوار &#39;أرسل المفاتيح ل&quot;في القائمة المنسدلة&quot; الوضع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتقل إلى &#39;بورت &quot;، ثم&quot; إعدادات &quot;، وضمان أن القيم المناسبة لتحقيق التوازن في السؤال، ثم اضغط على&quot; موافق &quot;،. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتقل إلى &#39;تحديد&#39;، ثم &#39;تحديد المدخلات بنية سجل البيانات&#39;، وحدد &#39;شار رقمية تلقى&#39; في &#39;بداية من سجل الحدث &quot;القسم و&quot; النقل وعودة أو CRLF المتلقاة &quot;في&quot; نهاية سجل الحدث &quot;القسم، ثم الصحافة &#39;متابعة&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما يظهر مربع بعنوان &quot;الإدخال سجل الهيكل&quot;، حدد &quot;كل سجل بيانات يحتوي على حقل واحد للبيانات&quot; ثم اضغط &quot;متابعة&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما مربع بعنوان &quot;الإدخال سجل محرر تعريف - ارسال المفاتيح الوضع&quot; يظهر: في حقل 1، مجموعة &#39;تصفية الإدخال&#39; إلى &#39;البيانات الرقمية فقط &quot;و&quot; الميدان Postamble المفاتيح&#39; إلى &#39;{تبويب} {دقيقة}: {الثانية } {} {لليسار أسفل} &#39;ثم اضغط على &quot;موافق&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتقل إلى &#39;تحديد&#39;، ثم &#39;تحديد المفاتيح الساخنة والإجراءات الساخنة &quot;. حدد مفتاح الساخن 1، ثم حدد الساخن مفتاح العمل &quot;تعليق WinWedge&quot; وتعيين هذا ضربة المفتاح مفتاح ساخن من &quot;BACKSPACE، ثم اضغط علىحسنا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتقل إلى &#39;ملف&#39;، ثم &#39;حفظ باسم&#39;، وحفظ طريقة في المجلد المناسب. </li></ol> 2. التجريبية مجموعة المتابعة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يضاف الماء إلى وعاء زجاجي حتى يتم ¾ نحو كامل. ثم، ضع وعاء زجاجي على التحكم في درجة حرارته النمام-موقد والحرارة إلى 50 درجة مئوية. بدلا من ذلك، استخدام حمام مائي يسيطر حراريا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يضاف الماء منزوع الأيونات (5 مل) إلى 50 مل قارورة وموقف جولة القاع، هذا في حمام مائي مثل أن مستوى الماء في الحمام هو أعلى بكثير من مستوى المياه في قارورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج مقياس الحرارة في الرقبة من دورق كروي لمراقبة درجة حرارة الماء (بعد موازنة، ودرجة حرارة الماء في القارورة هي عادة ~ 5 درجات مئوية أقل من نقطة مجموعة على موقد). ملاحظة: انشاء جاهز حين تكون درجة حرارة الماء في قارورة ثابتة على مدى فترة 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء كوب بالماء منزوع الأيونات. </li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كوب فارغ على ميزان تسجيل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بناء جسر من ورقة من البلاستيك والتي يمكن نقل الماء من صنبور من الدورق إلى الكأس الفارغ على ميزان تسجيل البيانات. ضمان أن الجسر البلاستيك ليست على اتصال جسدي مع الكأس على ميزان تسجيل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء 500 مل قياس اسطوانة مع الماء منزوع الأيونات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في حين تغطي نهاية مفتوحة مع قفاز، عكس الاسطوانة قياس ووضعه في كوب من هذا القبيل أن النهاية المفتوحة للاسطوانة القياس هو أسفل سطح الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام موقف معوجة تركيبها مع اثنين من زعماء والمشابك لدعم اسطوانة القياس. اعتمادا على حجم الاسطوانة القياس، ثقل مكان على قاعدة معوجة تقف لمنعها من السقوط بسبب وزن الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الموقف من الدورق بحيث صنبور هو على اتصال مع الجسر من البلاستيك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رفع بعناية اسطوانة القياس لllow الإفراج عن المياه ودخول الهواء لضمان مستوى الهواء في الاسطوانة قياس يتسق في بداية كل تجربة (على سبيل المثال، 100 مل من الهواء). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج الزجاج نهاية غير الأرض-المشتركة للمحول تعديلها إلى طول الأنبوب. ختم التفاف بعناية بارافيلم حول العلاقة بين المشترك والأنابيب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج نهاية الأنبوب في الاسطوانة القياس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمان أن إضافة الماء الزائد سوف يؤدي إلى أن يلوذ بالفرار على التوازن عن طريق إضافة بعض الماء إلى الدورق. يمكن أن يحدث تسرب في معدلات تدفق عالية في الاتصال بين صنبور الكأس والجسر البلاستيك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن التوازن لا يقرأ الصفر. إذا لزم الأمر، وإضافة بعض الماء إلى كوب على ميزان تسجيل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام ميزان، تزن إما 0.05، 0.10، 0.15، 0.20، أو 0.25 غرام من السيليكون في قارورة زجاجية صغيرة. لا تستخدم قارب وزنها البلاستيك كما يميل بعض السيليكون ليكون محاصرا على الداخليةعنق القارورة عند إضافة إلى خليط التفاعل من قارب وزنها. يتم تجنب هذه المشكلة عن طريق بدلا عكس بسرعة قارورة زجاجية صغيرة في عنق القارورة. </li></ol> 3. الإجراءات التجريبية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم (5 مل، 20٪ بالوزن) إلى 50 مل قارورة وموقف جولة القاع، هذا في حمام مائي مثل أن مستوى الماء في الحمام هو أعلى بكثير من مستوى المياه في قارورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج مقياس الحرارة في عنق القارورة القاع ذهابا ولمراقبة درجة حرارة المحلول (بعد موازنة، ودرجة حرارة الماء في القارورة في هذه التركيبة هي عادة ~ 5 درجات مئوية أقل من نقطة مجموعة على موقد). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يترك لمدة 10 دقيقة لكي تتوازن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل انتهاء فترة موازنة، فتح جدول بيانات جديد في حزمة برنامج جداول البيانات ومن ثم فتح البرنامج جمع البيانات. تحميل طريقة التي تم إنشاؤها في الخطوة 1 عن طريق الذهاب إلى &quot;ملف&quot; على برنامج جمع البياناتقائمة البداية، ثم &quot;أسلوب فتح&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل هي الفترة موازنة 10 دقيقة من المقرر أن تنتهي، انتقل إلى &#39;تفعيل&#39; ثم اضغط على &#39;الوضع العادي. ستبدأ البيانات التي يتم تسجيلها في حزمة برامج جداول البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نهاية الفترة موازنة 10 دقيقة، إضافة السيليكون التي كتبها قلب بسرعة قارورة زجاجية وإيداع السيليكون في محلول هيدروكسيد الصوديوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع بسرعة المفصل الزجاج الأرضي من محول التي تعلق على الأنابيب في الرقبة الجولة القاع قارورة. الصفر التوازن. سيتم اتخاذ اللحظة التي يتم ركزت على التوازن مع مرور الوقت (ر) = 0 في تحليل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد انقضاء 10 دقيقة، ووقف تسجيل البيانات عن طريق الضغط على مفتاح مسافة للخلف ومن ثم تحديد الخيار &quot;إنهاء&quot; في القائمة البرامج جمع البيانات. حفظ الملف في حزمة برامج جداول البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة محول التي تعلق على أنابيب من دورق كروي وإضافة الماء إلى كيوNCH ​​رد الفعل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عزل بقايا الصلبة في قارورة لمزيد من التحليل عن طريق الطرد المركزي أو الترشيح الجاذبية، أو نقل خليط التفاعل بأكمله إلى كوب وتحييد مع حمض الهيدروكلوريك (1 M) والتخلص من النفايات بشكل مناسب. </li></ol> تحليل 4. البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن يتم تحميل البيانات إلى حزمة برامج جداول البيانات المناسبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العثور على النقطة التي ركزت على التوازن. هذا ويعتبر أن تكون (ر) = 0 نقطة رد الفعل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حذف البيانات التي تسبق هذا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج عمود إلى اليسار من هذه البيانات. وهذا يتضمن الوقت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة فترات زمنية مناسبة، بدءا من الصفر، إلى العمود الذي تم مؤخرا إدراج. التوازن المستخدمة في هذه الدراسات تسجيل 8.5 نقاط البيانات في الثانية الواحدة، واستخدمت بالتالي فترات زمنية من 0.117647 (= 1 / 8.5) ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> النظر الغاز التي تم جمعها حول المياه لتكون مشبعة ببخار الماء. خلال اجمععملية أيون، ومستوى المياه في اسطوانة القياس يعدل للحفاظ على الضغط الداخلي في الاسطوانة القياس في الضغط الجوي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق معامل التصحيح تقريبي باستخدام قانون دالتون، الذي ينص على أن مجموع الضغوط الجزئية الفردية من الغازات في خليط (ف 1 ... ف ن) يساوي مجموع الضغط (P TOT). كما، إذا كانت درجة حرارة الغرفة 298 K، والضغط الجزئي لبخار الماء 31،69.9 السلطة الفلسطينية، والضغط الكلي من الغاز في الاسطوانة القياس هو الضغط الجوي (101325 باسكال)، ويمكن أن تحسب أن هناك ما يقرب من 3.08٪ بخار الماء من حيث الحجم في الغاز التي تم جمعها. تقدير كمية بخار الماء في الهيدروجين في درجات حرارة أخرى باستخدام الضغط الجزئي لبخار الماء في درجة الحرارة في السؤال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للحصول على تقدير كمية من الهيدروجين ولدت (إذا كانت درجة حرارة الغرفة 298 K)، مضاعفة حجم الغاز بنسبة 0.97. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقدير المائية الأوليةجنرال معدل جيل عن طريق تركيب خط الاتجاه الخطي إلى منحدر حاد الأولي للمنحنى توليد الهيدروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ فترة التدريب حيث الوقت المستغرق للمياه على النزوح من اسطوانة القياس. هذه التقديرات للفترة التعريفي ليست مطلقة؛ يبدأ الفعلي رد فعل توليد الهيدروجين قبل نهاية &quot;فترة التعريفي&quot; يقدر في هذه التجارب كما قدر معين من الهيدروجين يجب أن تكون ولدت لتكون قادرة على بدء تهجير المياه. ومع ذلك، هذه القيم لا تسمح لتقييم التغير النسبي في الفترة التعريفي بين التجارب. </li></ol>

<ol>
	<li>Winter, M., Brodd, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+Are+Batteries,+Fuel+Cells,+and+Supercapacitors?.">What Are Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors?.</a> Chem. Rev. 104, 4245-4269 (2004).</li><li>Deng, Z. Y., Ferreira, J. M. F., Sakka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen-generation+materials+for+portable+applications.">Hydrogen-generation materials for portable applications.</a> J. Am. Ceram. Soc. 91, 3825-3834 (2008).</li><li>Grew, K. N., Brownlee, Z. B., Shukla, K. C., Chu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Alane+as+a+hydrogen+storage+media+for+portable+fuel+cell+power+sources.">Assessment of Alane as a hydrogen storage media for portable fuel cell power sources.</a> J. Power Sources. 217, 417-430 (2012).</li><li>Fan, M. Q., Mei, D. S., Chen, D., Lv, C. J., Shu, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Portable+hydrogen+generation+from+activated+Al-Li-Bi+alloys+in+water.">Portable hydrogen generation from activated Al-Li-Bi alloys in water.</a> Renew. Energ. 36, 3061-3067 (2011).</li><li>Amendola, S. C., Sharp-goldman, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+safe,+portable,+hydrogen+gas+generator+using+aqueous+borohydride+solution+and+Ru+catalyst.">A safe, portable, hydrogen gas generator using aqueous borohydride solution and Ru catalyst.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 25, 969-975 (2000).</li><li>Sharaf, O. Z., Orhan, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+fuel+cell+technology:+Fundamentals+and+applications.">An overview of fuel cell technology: Fundamentals and applications.</a> Renew. Sust. Energ. Rev. 32, 810-853 (2014).</li><li>Wallace, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+silicide+and+the+development+of+the+portable+hydrogen+energy+market.">Sodium silicide and the development of the portable hydrogen energy market.</a> ECS Trans. 42, 219-230 (2012).</li><li>Brack, P., Dann, S. E., Wijayantha, K. G. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+and+homogenous+catalysts+for+hydrogen+generation+by+hydrolysis+of+aqueous+sodium+borohydride+(NaBH4)+solutions.">Heterogeneous and homogenous catalysts for hydrogen generation by hydrolysis of aqueous sodium borohydride (NaBH4) solutions.</a> Energ. Sci. Eng. 3, 174-188 (2015).</li><li>Huang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review:+Feasibility+of+hydrogen+generation+from+the+reaction+between+aluminum+and+water+for+fuel+cell+applications.">A review: Feasibility of hydrogen generation from the reaction between aluminum and water for fuel cell applications.</a> J. Power Sources. 229, 133-140 (2013).</li><li>McEvoy, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joseph+Priestley.">Joseph Priestley.</a> Encyclopedia Britannica. , (2015).</li><li>The Editors of Encyclopædia Britannica. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stephen+Hales.">Stephen Hales.</a> Encyclopedia Britannica. , (2015).</li><li>Ai, L., Gao, X., Jiang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+synthesis+of+cobalt+stabilized+on+macroscopic+biopolymer+hydrogel+as+economical+and+recyclable+catalyst+for+hydrogen+generation+from+sodium+borohydride+hydrolysis.">In situ synthesis of cobalt stabilized on macroscopic biopolymer hydrogel as economical and recyclable catalyst for hydrogen generation from sodium borohydride hydrolysis.</a> J. Power Sources. 257, 213-220 (2014).</li><li>Chen, Y., Shi, Y., Liu, X., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+polyvinylidene+fluoride+-+nickel+hollow+fiber+catalytic+membranes+for+hydrogen+generation+from+sodium+borohydride.">Preparation of polyvinylidene fluoride - nickel hollow fiber catalytic membranes for hydrogen generation from sodium borohydride.</a> Fuel. 140, 685-692 (2015).</li><li>Demirci, S., Sahiner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superior+reusability+of+metal+catalysts+prepared+within+poly+(ethylene+imine)+microgels+for+H2+production+from+NaBH4+hydrolysis.">Superior reusability of metal catalysts prepared within poly (ethylene imine) microgels for H2 production from NaBH4 hydrolysis.</a> Fuel Process. Technol. 127, 88-96 (2014).</li><li>Loghmani, M. H., Shojaei, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+production+through+hydrolysis+of+sodium+borohydride:+Oleic+acid+stabilized+Co-La-Zr-B+nanoparticle+as+a+novel+catalyst.">Hydrogen production through hydrolysis of sodium borohydride: Oleic acid stabilized Co-La-Zr-B nanoparticle as a novel catalyst.</a> Energy. 68, 152-159 (2014).</li><li>Manna, J., Roy, B., Vashistha, M., Sharma, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Co+2/BH-4+ratio+in+the+synthesis+of+Co-B+catalysts+on+sodium+borohydride+hydrolysis.">Effect of Co+2/BH-4 ratio in the synthesis of Co-B catalysts on sodium borohydride hydrolysis.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39, 406-413 (2014).</li><li>Saha, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+supported+bimetallic+G-Co-Pt+nanohybrid+catalyst+for+enhanced+and+cost+effective+hydrogen+generation.">Graphene supported bimetallic G-Co-Pt nanohybrid catalyst for enhanced and cost effective hydrogen generation.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39, 11566-11577 (2014).</li><li>Seven, F., Sahiner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superporous+P+(2-hydroxyethyl+methacrylate)+cryogel-M+(M+Co,+Ni,+Cu)+composites+as+highly+effective+catalysts+in+H2+generation+from+hydrolysis.">Superporous P (2-hydroxyethyl methacrylate) cryogel-M (M Co, Ni, Cu) composites as highly effective catalysts in H2 generation from hydrolysis.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39, 15455-15463 (2014).</li><li>Teprovich, J. A., Motyka, T., Zidan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+system+using+novel+additives+to+catalyze+hydrogen+release+from+the+hydrolysis+of+alane+and+activated+aluminum.">Hydrogen system using novel additives to catalyze hydrogen release from the hydrolysis of alane and activated aluminum.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 37, 1594-1603 (2012).</li><li>Brack, P., Dann, S. E., Wijayantha, K. G. U., Adcock, P., Foster, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+old+solution+to+a+new+problem?+Hydrogen+generation+by+the+reaction+of+ferrosilicon+with+aqueous+sodium+hydroxide+solutions.">An old solution to a new problem? Hydrogen generation by the reaction of ferrosilicon with aqueous sodium hydroxide solutions.</a> Energ. Sci. Eng. 3, 535-540 (2015).</li><li>Akdim, O., Demirci, U. B., Miele, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+acid-treated+cobalt+catalyst+for+hydrogen+generation+from+NaBH4+hydrolysis.">Highly efficient acid-treated cobalt catalyst for hydrogen generation from NaBH4 hydrolysis.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 34, 4780-4787 (2009).</li><li>Akdim, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anchored+cobalt+film+as+stable+supported+catalyst+for+hydrolysis+of+sodium+borohydride+for+chemical+hydrogen+storage.">Anchored cobalt film as stable supported catalyst for hydrolysis of sodium borohydride for chemical hydrogen storage.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 36, 14527-14533 (2011).</li><li>Chamoun, R., Demirci, U. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cobalt-supported+alumina+as+catalytic+film+prepared+by+electrophoretic+deposition+for+hydrogen+release+applications.">Cobalt-supported alumina as catalytic film prepared by electrophoretic deposition for hydrogen release applications.</a> Appl. Surf. Sci. 256, 7684-7691 (2010).</li><li>Akdim, O., Demirci, U. B., Muller, D., Miele, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cobalt+(II)+salts,+performing+materials+for+generating+hydrogen+from+sodium+borohydride.">Cobalt (II) salts, performing materials for generating hydrogen from sodium borohydride.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 34, 2631-2637 (2009).</li><li>Erogbogbo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-demand+hydrogen+generation+using+nanosilicon:+splitting+water+without+light,+heat,+or+electricity.">On-demand hydrogen generation using nanosilicon: splitting water without light, heat, or electricity.</a> Nano Lett. 13, 451-456 (2013).</li><li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+on+the+improved+hydrolysis+of+aluminum-calcium+hydride-salt+mixture+elaborated+by+ball+milling.">Investigation on the improved hydrolysis of aluminum-calcium hydride-salt mixture elaborated by ball milling.</a> Energy. 84, 714-721 (2015).</li><li>Muir, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+electroless+plating+method+for+preparation+of+highly+active+Co-B+catalysts+for+NaBH4+hydrolysis.">New electroless plating method for preparation of highly active Co-B catalysts for NaBH4 hydrolysis.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39, 414-425 (2014).</li><li>Wu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+and+kinetics+of+sodium+borohydride+hydrolysis+over+crystalline+nickel+and+nickel+boride+and+amorphous+nickel-boron+nanoparticles.">Mechanism and kinetics of sodium borohydride hydrolysis over crystalline nickel and nickel boride and amorphous nickel-boron nanoparticles.</a> J. Power Sources. 268, 596-603 (2014).</li><li>Zhuang, D. W., Zhang, J. J., Dai, H. B., Wang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+generation+from+hydrolysis+of+solid+sodium+borohydride+promoted+by+a+cobalt-molybdenum-boron+catalyst+and+aluminum+powder.">Hydrogen generation from hydrolysis of solid sodium borohydride promoted by a cobalt-molybdenum-boron catalyst and aluminum powder.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 38, 10845-10850 (2013).</li><li>Chen, Y., Pan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+various+Co-B+catalyst+synthesis+conditions+on+catalyst+surface+morphology+and+NaBH4+hydrolysis+reaction+kinetic+parameters.">Effect of various Co-B catalyst synthesis conditions on catalyst surface morphology and NaBH4 hydrolysis reaction kinetic parameters.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39, 1648-1663 (2014).</li><li>Cheng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+active+nanoporous+Co-B-TiO2+framework+for+hydrolysis+of+NaBH4.">Highly active nanoporous Co-B-TiO2 framework for hydrolysis of NaBH4.</a> Ceram. Int. 41, 899-905 (2015).</li><li>Chinnappan, A., Kim, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocatalyst:+Electrospun+nanofibers+of+PVDF+-+Dicationic+tetrachloronickelate+(II)+anion+and+their+effect+on+hydrogen+generation+from+the+hydrolysis+of+sodium+borohydride.">Nanocatalyst: Electrospun nanofibers of PVDF - Dicationic tetrachloronickelate (II) anion and their effect on hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 37, 18851-18859 (2012).</li><li>Shang, Y., Chen, R., Jiang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+study+of+NaBH4+hydrolysis+over+carbon-supported+ruthenium.">Kinetic study of NaBH4 hydrolysis over carbon-supported ruthenium.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 33, 6719-6726 (2008).</li><li>Shang, Y., Chen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semiempirical+Hydrogen+Generation+Model+Using+Concentrated+Sodium+Borohydride+Solution.">Semiempirical Hydrogen Generation Model Using Concentrated Sodium Borohydride Solution.</a> Energy Fuels. 20, 2149-2154 (2006).</li><li>Wang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Promoted+Mo+incorporated+Co-Ru-B+catalyst+for+fast+hydrolysis+of+NaBH4+in+alkaline+solutions.">Promoted Mo incorporated Co-Ru-B catalyst for fast hydrolysis of NaBH4 in alkaline solutions.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39, 16202-16211 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

الخطوات الأكثر أهمية في البروتوكول هي تلك التي تحدث في بداية التجربة. الاعتماد في درجة الحرارة الكبيرة من معدل هذه التفاعلات المائي يعني أن عناية كبيرة يجب اتخاذها لضمان أن تكون درجة حرارة المحلول وصلت التوازن قبل إضافة المادة الصلبة. الصلبة يجب أن يضاف بسرعة وبشكل كامل، المفصل الزجاج الأرضي من محول يجب إدخالها جيدا في عنق دورق كروي، ويجب بعد ذلك ركزت على التوازن بأسرع وقت ممكن. وعلى قياس غير صحيح من وقت البدء ودرجة حرارة التفاعل تولد نتائج غير صحيحة. طريقة لديها بعض القيود. ومن الضروري أن الكأس الذي يتم إدخال اسطوانة القياس ضيقة كما ممكن للتأكد من أن الماء المزاح من اسطوانة القياس يتم توجيه بسرعة إلى أسفل الجسر البلاستيك على التوازن. خلاف ذلك، فإن التوتر السطحي للماء يسمح لكماتراكم انخفاض منسوب المياه في معدلات تدفق منخفضة (انظر الشكل 5) حتى النقطة التي يتم تحريرها كل من المياه في الري بالتنقيط واسع. الخطأ في ميزان يحد أيضا من حل البيانات. في هذه التجارب، تم استخدام التوازن مع وجود خطأ من ± 0.05 جم، وهي مناسبة عند إنشاء عدة مئات من ملليلتر من الهيدروجين، ولكن ستكون هناك حاجة إلى توازن مع خطأ أصغر لو كان يجري قياس كميات أصغر. كما يقطر الماء المزاح من الجسر على التوازن، والكتلة التي سجلتها التوازن تتأرجح، أي كما يقع بالتنقيط على التوازن، والتوازن تسجل لحظات كتلة أكبر قليلا. وهذا يعني أن التمييز بين البيانات الخام قرار الأوان باستخدام حزم البرامج إشكالية كما يتذبذب التدرج. أنسب طريقة للعثور على التدرج من الجزء أشد من منحنى توليد الهيدروجين، وبالتالي فإن معدل توليد الهيدروجين، طالصورة لتناسب خط مستقيم إلى أنه وحساب التدرج فيها. من خلال تسجيل البيانات تلقائيا في جدول بيانات، وهذه الطريقة يوفر تحسنا كبيرا في دقة والقرار الزماني فيما يتعلق بأساليب نزوح المياه التي تعتمد على تسجيل حجم الغاز تطورت يدويا. ومع ذلك، على الرغم من أنها أقل من ذلك بكثير في تكلفة من الطرق التي تستخدم الكاميرات وصورة برامج التحليل لتتبع تطور الغاز، فهو أدنى عموما في القرار الزماني، وهذه الأساليب القائمة على الكاميرا أيضا تجنب مشكلة تتأرجح قراءات جماعية التوازن بسبب المياه تشكيل قطرات، وبالتالي إنتاج البيانات التي يمكن معالجتها بسهولة أكبر عن طريق التمايز. طريقة الإزاحة المياه ينطبق على جمع أي غاز التي لديها القابلية للذوبان منخفضة في الماء. وبالتالي، فإن هذا البروتوكول التجريبي يمكن تعديلها لقياس معدلات توليد الغاز من التفاعلات الكيميائية الأخرى التي تتطور الغاز للذوبان في الماء سيئةوفاق.

نظرا لارتفاع كثافة الطاقة، وبطاريات ليثيوم أيون هي حاليا واحدة من مصادر الطاقة الأكثر شعبية للإلكترونيات الاستهلاكية المحمولة. ومع ذلك، فإن كمية الطاقة التي يمكن تسليمها بواسطة بطارية محدودة. وبالتالي هناك حاليا الكثير من الاهتمام في تطوير طرق بديلة لتوفير الطاقة المحمولة. واحدة من أكثر الأساليب الواعدة هو استخدام الصرف غشاء (بيم) خلايا وقود البروتون، التي تولد الكهرباء والمياه من خلال الجمع بين الهيدروجين والاوكسجين. بيم خلايا الوقود واثنين من المزايا الرئيسية لأكثر من البطاريات. أولا، يمكن أن خلايا الوقود بيم توفير الطاقة لفترة أطول بكثير من الوقت (طالما هو الحفاظ على تدفق الهيدروجين). ثانيا، اعتمادا على مصدر وقود، يمكن بيم خلايا الوقود لديها كثافة أكبر بكثير من الطاقة من البطاريات، وهذا يعني أن نظام أصغر يمكن أن توفر المزيد من الطاقة. 1،2 ونتيجة لهذا، هناك حاليا كمية كبيرة من البحوث الموجهة إلى تطوير مصادر الهيدروجين المحمولة على الطلب. 2-7 أسلوب واحد التي تعمل حاليا على استقبال الكثير من الاهتمام هو توليد الهيدروجين عن طريق تفاعل المواد الكيميائية مع الماء. 8،9 واحدة من أهم المعايير التي يجب أن تقاس في هذه التفاعلات هو تطور الهيدروجين. ردود فعل بسيطة، مثل تطور الهيدروجين عن طريق إضافة مواد تخزين الهيدروجين الكيميائية إلى المحاليل المائية، فإنه من المفيد أن يكون هناك نظام قياس بسيط التكلفة المنخفضة. مثال على مثل هذا النظام هو طريقة الإزاحة المياه، حيث يتم قياس حجم الغاز المتولدة في تفاعل كيميائي ببساطة عن طريق تتبع حجم الماء المزاح من اسطوانة قياس مقلوب مملوءة بالماء. هذه التقنية نشأت في حوض هوائي، والذي تم تطويره من قبل عالم النبات ستيفن هيلز ومن ثم تكييفها واستخدامها على نحو الأكثر شهرة من قبل جوزيف بريستلي إلى عزل العديد من الغازات، بما في ذلك الأكسجين، في القرن ال 18. 10،11 أسلوب التهجير المياهتنطبق على أي غاز وهي ليست قابلة للذوبان ولا سيما في الماء، بما في ذلك الهيدروجين، وانها لا تزال تستخدم على نطاق واسع لتسجيل حجم الهيدروجين الناتجة من التفاعلات الكيميائية المختلفة، ومثل بوروهيدريد الصوديوم والألومنيوم والحديد السليكون، مع الماء. 12- 20 ومع ذلك، فإن طريقة الإزاحة المياه الكلاسيكية، التي تنطوي على التسجيل اليدوي من التغييرات في منسوب المياه كما هو تطور الغاز، ومملة، ويمكن، في ارتفاع معدلات تدفق الغاز عندما يتغير مستوى المياه بسرعة، تكون غير دقيقة، كما أنه من الصعب على المجرب لأخذ قراءة دقيقة. البيانات المسجلة يدويا منخفض أيضا بطبيعتها في القرار الزماني، كما مجرب لا يمكن أن تأخذ واقعيا قراءات في فترات أصغر من ~ 10 ثانية. والتغلب على العديد من الباحثين على هذه المشكلة عن طريق استخدام الكاميرات لتسجيل عملية النزوح المياه وتحليل البيانات والبرمجيات لاستخراج التغير في حجم مرور الوقت. 21-25 ومع ذلك، هذه صequires معرفة برمجة الكمبيوتر ومعدات باهظة الثمن نسبيا. جعلت الباحثين الآخرين استخدام العدادات كتلة تدفق لتسجيل تدفق الهيدروجين 26-29 ومع ذلك، هذه غالبا ما تكون الوحيدة القادرة على اكتشاف الغاز على نطاق ضيق، وأكثر ملاءمة للتطبيقات التي يتم الحفاظ على تدفق في ثابت نسبيا مستوى. نهج أكثر بساطة الحصول على دقة أعلى، وبيانات أكثر دقة في توجيه الماء المزاح عن طريق التطور الهيدروجين في وعاء الاستقبال التي يتم وضعها على التوازن الشامل. 30-35 تباين هذه الطريقة الموصوفة هنا يجعل من استخدام الأواني الزجاجية الصف المختبر العام و منخفضة التكلفة، الرصيد المتاح تجاريا لتسجيل تطور الهيدروجين من تفاعل السيليكون مع حلول هيدروكسيد الصوديوم المائية. بدلا من تسجيلها يدويا، يتم تسجيل البيانات في جدول بيانات باستخدام حزمة برامج جمع البيانات الذي يسمح للتوازن لإرسال البيانات إلى جهاز الكمبيوتر. أنه ينبغيالجدير بالذكر أنه في حين أن هذا الأسلوب هو مناسبة لقياس تطور الهيدروجين على نطاق وملليلتر، أنها ليست مناسبة لقياس صغيرة جدا (نظرا لعدم اليقين في الميزان) أو كبير جدا (نظرا لمحدودية حجم الاسطوانة القياس) حجم الهيدروجين دون التكيف المناسب (أي باستخدام دقة التوازن أعلى أو اسطوانة قياس أكبر).

<table><tbody><tr><td>WinWedge software</td><td>Taltech</td><td></td><td>http://www.taltech.com/winwedge</td></tr><tr><td>High Resolution Top Loader Balance</td><td>LW Measurements, LLC</td><td>HRB6001</td><td>http://www.lwmeasurements.com/HRB-6001-High-Resoultion-Top-Loader-Balance-p/hrb6001.htm</td></tr><tr><td>Silicon</td><td>Sigma Aldrich</td><td>215619</td><td>325 mesh</td></tr><tr><td>Sodium hydroxide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>221465</td><td>Reagent grade</td></tr><tr><td>Aluminium (65.7%)-silicon (34.3%) alloy&amp;nbsp;</td><td>Goodfellow</td><td>275-274-74</td><td></td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft</td><td></td><td>https://products.office.com/en-us/excel</td></tr><tr><td>Glass sample vials, 50 x 12 mm</td><td>Scientific Laboratory Supplies</td><td>TUB1152</td><td></td></tr><tr><td>Plastic sheet</td><td></td><td></td><td>Recycled from a smooth-sided plastic drinks bottle</td></tr><tr><td>Silicone tubing, 5 x 8 mm BxO D</td><td>Scientific Laboratory Supplies</td><td>TUB3806</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm (2 in. by 250 ft.)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P7543</td><td></td></tr><tr><td>Adapter</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z415685</td><td>We used a custom-made adapter in our set-up, but this type of fitting would serve the same function</td></tr></tbody></table>

a simple, low-cost, and robust system to measure the volume of hydrogen evolved by chemical reactions with aqueous solutions

There is a growing research interest in the development of portable systems which can deliver hydrogen on-demand to proton exchange membrane (PEM) hydrogen fuel cells. Researchers seeking to develop such systems require a method of measuring the generated hydrogen. Herein, we describe a simple, low-cost, and robust method to measure the hydrogen generated from the reaction of solids with aqueous solutions. The reactions are conducted in a conventional one-necked round-bottomed flask placed in a temperature controlled water bath. The hydrogen generated from the reaction in the flask is channeled through tubing into a water-filled inverted measuring cylinder. The water displaced from the measuring cylinder by the incoming gas is diverted into a beaker on a balance. The balance is connected to a computer, and the change in the mass reading of the balance over time is recorded using data collection and spreadsheet software programs. The data can then be approximately corrected for water vapor using the method described herein, and parameters such as the total hydrogen yield, the hydrogen generation rate, and the induction period can also be deduced. The size of the measuring cylinder and the resolution of the balance can be changed to adapt the setup to different hydrogen volumes and flow rates.

للتحقيق في استنساخ للانشاء التجريبية، وقد كان رد فعل الجماهير متفاوتة من السيليكون مع حلول هيدروكسيد الصوديوم المائية لتوليد الهيدروجين. تم تنفيذ كل رد فعل في ثلاث نسخ. ويبين متوسط ​​منحنيات توليد الهيدروجين في الشكل 1. متوسط ​​إجمالي عائدات الهيدروجين، ومعدلات توليد الهيدروجين، وفترات تحريض لكل كتلة من السيليكون حسبت أيضا، وتآمر مع أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري واحد في أرقام 2 و 3 و 4، على التوالي. كان هناك انحراف قليل جدا من إجمالي عائدات الهيدروجين ومعدلات توليد الهيدروجين بين ردود الفعل، ومستوى أعلى من الانحراف في فترات الاستقراء. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/54383/54383fig1.jpg" /> الشكل 1: مثال على المنحنيات توليد الهيدروجين من Reactiعلى من السيليكون مع مائي هيدروكسيد الصوديوم. الجماهير مختلفة من السيليكون (0.05، 0.10، 0.15، 0.20 و 0.25 غرام) وتفاعلت مع محلول هيدروكسيد الصوديوم المائي (5 مل، 20٪ بالوزن) عند 50 درجة مئوية. وسجلت توليد الهيدروجين لمدة 10 دقيقة. أجريت ردود الفعل في ثلاث نسخ ونتائج متوسط. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54383/54383fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/54383/54383fig2.jpg" /> الشكل 2: مثال على الهيدروجين القيم العائد من رد الفعل من السيليكون مع هيدروكسيد الصوديوم مائي تم استنتاج أحجام التداول الكلية للهيدروجين تطورت في 10 دقيقة من منحنيات توليد الهيدروجين. وقد تم الحصول على متوسط ​​إجمالي عائدات الهيدروجين لكل كتلة من السيليكون وتآمر. ويمكن ملاحظة أن هناك علاقة خطية بين كتلة سو السيليكون المستخدمة في التفاعل وحجم الهيدروجين ولدت في ظل هذه الظروف رد فعل. أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري واحد من إجمالي عائدات الهيدروجين. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54383/54383fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/54383/54383fig3.jpg" /> الرقم 3: مثال من الجيل الهيدروجين القيم تقييم من رد الفعل من السيليكون مع هيدروكسيد الصوديوم مائي تم احتساب المعدلات الأولية أو الحد الأقصى من توليد الهيدروجين لكل كتلة من السيليكون من منحنيات توليد الهيدروجين. وقد تم الحصول على متوسط ​​معدلات توليد الهيدروجين الأولية أو الحد الأقصى لكل كتلة من السيليكون وتآمر. يمكن أن ينظر إليه أنه، في المتوسط، هناك علاقة السلطة بين كتلة من السيليكون المستخدمة في رد فعل والأولي أو الحد الأقصى لز الهيدروجين<html> معدل eneration لوحظ في ظل هذه الظروف رد فعل. أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري واحدة من معدلات توليد الهيدروجين الأولية أو أقصى. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54383/54383fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/54383/54383fig4.jpg" /> الشكل 4: مثال على القيم فترة التدريب من رد الفعل من السيليكون مع هيدروكسيد الصوديوم مائي تم استخلاصه الفترات تحريض لتوليد الهيدروجين لكل كتلة من السيليكون من منحنيات توليد الهيدروجين. تم الحصول على متوسط ​​فترة التدريب لكل كتلة من السيليكون وتآمر. يمكن أن ينظر إليه أنه، في المتوسط، ليس هناك تغيير كبير في فترة التدريب بين التجارب. تمثل أشرطة الخطأ انحراف معياري واحد من معدلات توليد الهيدروجين الأولية أو أقصى.<html> المرجع = &quot;https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54383/54383fig4large.jpg&quot; الهدف = &quot;_ فارغة&quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. ويبين الشكل 5 بعض نتائج ممثلة من تجربة دون المستوى الأمثل. في هذه الحالة، فإن انخفاض تدفق الهيدروجين بين 200 و 800 النتائج ثانية في تراكم القطرات بسبب التوتر السطحي للمياه، التي سقطت في حوالي 400 و 710 ثانية. ورغم أن هذه القطرات لا تؤثر على حساب الحد الأقصى لمعدل توليد الهيدروجين، وأنها يمكن أن يكون لها تأثير على العائد الإجمالي الهيدروجين إذا، على سبيل المثال، تم إيقاف قياس قبل سقوط بالتنقيط. بالتالي فمن الضروري إما تغيير ظروف التفاعل (في هذه الحالة، على سبيل المثال، وذلك بإضافة كتلة أكبر من سبائك الألومنيوم والسيليكون أو استخدام تركيز أعلى من هيدروكسيد الصوديوم) لضمان تدفق أعلى من الغاز أو الإعداد رد فعل لمنع تراكم القطرات. FO: المحافظة على together.within الصفحات = &quot;1&quot;&gt; <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/54383/54383fig5.jpg" /> . الشكل 5: مثال على تجربة الفرعية الأمثل في هذه التجربة، والألمنيوم (65.7٪) - كان رد فعل السيليكون (34.3٪) سبيكة (0.2 غرام) مع محلول هيدروكسيد الصوديوم المائي (5 مل، و 10٪ بالوزن) عند 40 درجة مئوية . وإن كان في ارتفاع معدلات الأولية من التطور الهيدروجين تسجيل في توليد الهيدروجين هو الأمثل، مع تباطؤ تدفق التوتر السطحي للنتائج المياه في القطرات التي يجري تشكيلها. يقطر تقع في حوالي 400 و 710 ثانية، في هذه الحالة. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54383/54383fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Simple, Low-cost, and Robust System to Measure the Volume of Hydrogen Evolved by Chemical Reactions with Aqueous Solutions at JoVE.com

A Simple, Low-cost, and Robust System to Measure the Volume of Hydrogen Evolved by Chemical Reactions with Aqueous Solutions

The study of methods to generate on-demand hydrogen for fuel cells continues to grow in importance. However, systems to measure hydrogen evolution from the reaction of chemicals with water can be complicated and expensive. This article details a simple, low-cost, and robust method to measure the evolution of hydrogen gas.

A، منخفضة التكلفة وبسيطة، ونظام دقيق لقياس حجم الهيدروجين المتصاعد من التفاعلات الكيميائية مع المحاليل المائية

There is a growing research interest in the development of portable systems which can deliver hydrogen on-demand to proton exchange membrane (PEM) ...

a-simple-low-cost-robust-system-to-measure-volume-hydrogen-evolved

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

19.5K Views.  Loughborough University. The study of methods to generate on-demand hydrogen for fuel cells continues to grow in importance. However, systems to measure hydrogen evolution from the reaction of chemicals with water can be complicated and expensive. This article details a simple, low-cost, and robust method to measure the evolution of hydrogen gas.

Video: A Simple, Low-cost, and Robust System to Measure the Volume of Hydrogen Evolved by Chemical Reactions with Aqueous Solutions

Protein Film Infrared Electrochemistry Demonstrated for Study of H2 Oxidation by a [NiFe] Hydrogenase

Understanding the chemistry of redox proteins demands methods that provide precise control over redox centers within the protein. The technique of protein film electrochemistry, in which a protein is immobilized on an electrode surface such that the electrode replaces physiological electron donors or acceptors, has provided functional insight into the redox reactions of a range of different proteins. Full chemical understanding requires electrochemical control to be combined with other techniques that can add additional structural and mechanistic insight. Here we demonstrate a technique, protein film infrared electrochemistry, which combines protein film electrochemistry with infrared spectroscopic sampling of redox proteins. The technique uses a multiple-reflection attenuated total reflectance geometry to probe a redox protein immobilized on a high surface area carbon black electrode. Incorporation of this electrode into a flow cell allows solution pH or solute concentrations to be changed during measurements. This is particularly powerful in addressing redox enzymes, where rapid catalytic turnover can be sustained and controlled at the electrode allowing spectroscopic observation of long-lived intermediate species in the catalytic mechanism. We demonstrate the technique with experiments on E. coli hydrogenase 1 under turnover (H2 oxidation) and non-turnover conditions.

Protein Film Infrared Electrochemistry Demonstrated for Study of H2 Oxidation by a [NiFe] Hydrogenase

Here, we describe a technique, protein film infrared electrochemistry, which allows immobilized redox proteins to be studied spectroscopically under direct electrochemical control at a carbon electrode. Infrared spectra of a single protein sample can be recorded at a range of applied potentials and under a variety of solution conditions.

البروتين فيلم الأشعة تحت الحمراء كهربية أبداه Hydrogenase [NiFe] للدراسة لأكسدة2 ح

Understanding the chemistry of redox proteins demands methods that provide precise control over redox centers within the protein. The technique of protein ...

Biochemistry

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and non-destructively reveals the hydrogen density distribution at surfaces, at interfaces, and in the volume of solid materials with high depth resolution. The technique applies a 15N ion beam of 6.385 MeV provided by an electrostatic accelerator and specifically detects the 1H isotope in depths up to about 2 &#956;m from the target surface. Surface H coverages are measured with a sensitivity in the order of ~1013 cm-2 (~1% of a typical atomic monolayer density) and H volume concentrations with a detection limit of ~1018 cm-3 (~100 at. ppm). The near-surface depth resolution is 2-5 nm for surface-normal 15N ion incidence onto the target and can be enhanced to values below 1 nm for very flat targets by adopting a surface-grazing incidence geometry. The method is versatile and readily applied to any high vacuum compatible homogeneous material with a smooth surface (no pores). Electrically conductive targets usually tolerate the ion beam irradiation with negligible degradation. Hydrogen quantitation and correct depth analysis require knowledge of the elementary composition (besides hydrogen) and mass density of the target material. Especially in combination with ultra-high vacuum methods for in-situ target preparation and characterization, 1H(15N,&#945;&#947;)12C NRA is ideally suited for hydrogen analysis at atomically controlled surfaces and nanostructured interfaces. We exemplarily demonstrate here the application of 15N NRA at the MALT Tandem accelerator facility of the University of Tokyo to (1) quantitatively measure the surface coverage and the bulk concentration of hydrogen in the near-surface region of a H2 exposed Pd(110) single crystal, and (2) to determine the depth location and layer density of hydrogen near the interfaces of thin SiO2 films on Si(100).

We illustrate the application of 1H(15N,&#945;&#947;)12C resonant nuclear reaction analysis (NRA) to quantitatively evaluate the density of hydrogen atoms on the surface, in the volume, and at an interfacial layer of solid materials. The near-surface hydrogen depth profiling of a Pd(110) single crystal and of SiO2/Si(100) stacks is described.

الكمي لتركيز الهيدروجين في المياه السطحية واجهة الطبقات والمواد السائبة من خلال التنميط العمق مع تحليل التفاعلات النووية

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Engineering

A Hydrogen-Deuterium Exchange Mass Spectrometry (HDX-MS) Platform for Investigating Peptide Biosynthetic Enzymes

Hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) is a powerful method for the biophysical characterization of enzyme conformational changes and enzyme-substrate interactions. Among its many benefits, HDX-MS consumes only small amounts of material, can be performed under near native conditions without the need for enzyme/substrate labeling, and can provide spatially resolved information on enzyme conformational dynamics&#8722;even for large enzymes and multiprotein complexes. The method is initiated by the dilution of the enzyme of interest into buffer prepared in D2O. This triggers the exchange of protium in peptide bond amides (N-H) with deuterium (N-D). At the desired exchange time points, reaction aliquots are quenched, the enzyme is proteolyzed into peptides, the peptides are separated by ultra-performance liquid chromatography (UPLC), and the change in mass of each peptide (due to the exchange of hydrogen for deuterium) is recorded by MS. The amount of deuterium uptake by each peptide is strongly dependent on the local hydrogen bonding environment of that peptide. Peptides present in very dynamic regions of the enzyme exchange deuterium very rapidly, whereas peptides derived from well-ordered regions undergo exchange much more slowly. In this manner, the HDX rate reports on local enzyme conformational dynamics. Perturbations to deuterium uptake levels in the presence of different ligands can then be used to map ligand binding sites, identify allosteric networks, and to understand the role of conformational dynamics in enzyme function. Here, we illustrate how we have used HDX-MS to better understand the biosynthesis of a type of peptide natural products called lanthipeptides. Lanthipeptides are genetically encoded peptides that are post-translationally modified by large, multifunctional, conformationally dynamic enzymes that are difficult to study with traditional structural biology approaches. HDX-MS provides an ideal and adaptable platform for investigating the mechanistic properties of these types of enzymes.

A Hydrogen-Deuterium Exchange Mass Spectrometry HDX-MS Platform for Investigating Peptide Biosynthetic Enzymes

Lanthipeptide synthetases catalyze multistep reactions during the biosynthesis of peptide natural products. Here, we describe a continuous, bottom-up, hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) workflow that can be employed to study the conformational dynamics of lanthipeptide synthetases, as well as other similar enzymes involved in peptide natural product biosynthesis.

منصة قياس الطيف الكتلي لتبادل الهيدروجين والديوتريوم (HDX-MS) للتحقيق في إنزيمات الببتيد التركيب الحيوي

Hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) is a powerful method for the biophysical characterization of enzyme conformational changes and ...

A Practical and Low-Cost Setup to Measure Methane in Aqueous Samples

Measuring Dissolved Methane in Aquatic Ecosystems Using An Optical Spectroscopy Gas Analyzer

Measuring greenhouse gas (GHG) fluxes and pools in ecosystems are becoming increasingly common in ecological studies due to their relevance to climate change. With it, the need for analytical platforms adaptable to measuring different pools and fluxes within research groups also grows. This study aims to develop a procedure to use portable optical spectroscopy-based gas analyzers, originally designed and marketed for gas flux measurements, to measure GHG concentrations in aqueous samples. The protocol involves the traditional headspace equilibration technique followed by the injection of a headspace gas subsample into a chamber connected through a closed loop to the inlet and outlet ports of the gas analyzer. The chamber is fabricated from a generic mason jar and simple laboratory supplies, and it is an ideal solution for samples that may require pre-injection dilution. Methane concentrations measured with the chamber are tightly correlated (r2 &#62; 0.98) with concentrations determined separately through gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID) on subsamples from the same vials. The procedure is particularly relevant for field studies in remote areas where chromatography equipment and supplies are not readily available, offering a practical, cheaper, and more efficient solution for measuring methane and other dissolved greenhouse gas concentrations in aquatic systems.

This study demonstrates an approach to measure methane gas concentrations in aqueous samples using portable optical analyzers coupled to an injection chamber in a closed loop. The results are similar to conventional gas chromatography, presenting a practical and low-cost alternative particularly suitable for remote field studies.

Measuring greenhouse gas (GHG) fluxes and pools in ecosystems are becoming increasingly common in ecological studies due to their relevance to climate ...

Environment

Hydrogen Production and Utilization in a Membrane Reactor

Industrial hydrogenation consumes ~11 Mt of fossil-derived H2 gas yearly. Our group invented a membrane reactor to bypass the need to use H2 gas for hydrogenation chemistry. The membrane reactor sources hydrogen from water and drives reactions using renewable electricity. In this reactor, a thin piece of Pd separates an electrochemical hydrogen production compartment from a chemical hydrogenation compartment. The Pd in the membrane reactor acts as (i) a hydrogen-selective membrane, (ii) a cathode, and (iii) a catalyst for hydrogenation. Herein, we report the use of atmospheric mass spectrometry (atm-MS) and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) to demonstrate that an applied electrochemical bias across a Pd membrane enables efficient hydrogenation without direct H2 input in a membrane reactor. With atm-MS, we measured a hydrogen permeation of 73%, which enabled the hydrogenation of propiophenone to propylbenzene with 100% selectivity, as measured by GC-MS. In contrast to conventional electrochemical hydrogenation, which is limited to low concentrations of starting material dissolved in a protic electrolyte, the physical separation of hydrogen production from utilization in the membrane reactor enables hydrogenation in any solvent or at any concentration. The use of high concentrations and a wide range of solvents is particularly important for reactor scalability and future commercialization.

Membrane reactors enable hydrogenation in ambient conditions without direct H2 input. We can track the hydrogen production and utilization in these systems using atmospheric mass spectrometry (atm-MS) and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS).

إنتاج الهيدروجين واستخدامه في مفاعل غشائي

Industrial hydrogenation consumes ~11 Mt of fossil-derived H2 gas yearly. Our group invented a membrane reactor to bypass the need to use H2 gas for ...

Introduction to Titration

Source: Laboratory of Dr. Yee Nee Tan &#8212; Agency for Science, Technology, and Research
Titration is a common technique used to quantitatively determine the unknown concentration of an identified analyte.1-4 It is also called volumetric analysis, as the measurement of volumes is critical in titration. There are many types of titrations based on the types of reactions they exploit. The most common types are acid-base titrations and redox titrations.5-11
In a typical titration process, a standard solution of titrant in a burette is gradually applied to react with an analyte with an unknown concentration in an Erlenmeyer flask. For acid-base titration, a pH indicator is usually added in the analyte solution to indicate the endpoint of titration.12 Instead of adding pH indicators, pH can also be monitored using a pH meter during a titration process and the endpoint is determined graphically from a pH titration curve. The volume of titrant recorded at the endpoint can be used to calculate the concentration of the analyte based on the reaction stoichiometry.
For the acid-base titration presented in this video, the titrant is a standardized sodium hydroxide solution and the analyte is domestic vinegar. Vinegar is an acidic liquid that is frequently used as a culinary condiment or flavorings. Vinegar mainly consists of acetic acid (CH3COOH) and water. The acetic acid content of commercial vinegar can vary widely and the goal of this experiment is to determine the acetic acid content of commercial vinegar by titration.

Titration: Principles, Volumetric Analysis

Source: Laboratory of Dr. Yee Nee Tan &#8212; Agency for Science, Technology, and Research
Titration is a common technique used to quantitatively ...

Education

JoVE Science Education

General Chemistry

Determining Rate Laws and the Order of Reaction

Source: Laboratory of Dr. Neal Abrams &#8212; SUNY College of Environmental Science and Forestry
All chemical reactions have a specific rate defining the progress of reactants going to products. This rate can be influenced by temperature, concentration, and the physical properties of the reactants. The rate also includes the intermediates and transition states that are formed but are neither the reactant nor the product. The rate law defines the role of each reactant in a reaction and can be used to mathematically model the time required for a reaction to proceed. The general form of a rate equation is shown below:
&#160;&#160;&#160; <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/10193/10193eq1.jpg" />
where A and B are concentrations of different molecular species, m and n are reaction orders, and k is the rate constant. The rate of nearly every reaction changes over time as reactants are depleted, making effective collisions less likely to occur. The rate constant, however, is fixed for any single reaction at a given temperature. The reaction order illustrates the number of molecular species involved in a reaction. It is very important to know the rate law, including rate constant and reaction order, which can only be determined experimentally. In this experiment, we will explore one method for determining the rate law and use it to understand the progress of a chemical reaction.

Source: Laboratory of Dr. Neal Abrams &#8212; SUNY College of Environmental Science and Forestry
All chemical reactions have a specific rate defining the ...

Catalytic Reactor: Hydrogenation of Ethylene

Source: <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/author/Kerry+M._Dooley">Kerry M. Dooley</a> and Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
The hydrogenation of ethylene (C2H4) to ethane (C2H6) has often been studied as a model reduction reaction in characterizing new metal catalysts.1-2 While supported nickel is not the most active metal catalyst for this reaction, it is active enough that reaction can take place at &#60; 200&#176;C.
The reaction typically involves adsorbed, dissociated hydrogen (H2) reacting with adsorbed ethylene. In other words, both hydrogen-atoms and ethylene molecules form bonds with a metal site (here denoted &#34;S&#34;). The strong bonding of ethylene with S weakens the double bond sufficiently to allow hydrogen atoms to add to ethylene, forming ethane, which is not adsorbed.
The purpose of this experiment is, first, to convert raw composition measurements to limiting reactant fractional conversions.3 These conversions can then be used in a plug-flow reactor (PFR) to fit the data to a standard power-law kinetics model by the &#34;Integral Method&#34;.3 A comparison of the experimental orders of reaction for both ethylene and hydrogen with the theoretical orders reveals in this case that the reaction is kinetically controlled rather than mass-transfer controlled.

Heterogeneous Catalytic Reactor and Hydrogenation of Ethylene

Source: Kerry M. Dooley and Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
The hydrogenation of ...

Chemical Engineering

Measuring Reaction Rates

Polarimetry finds application in chemical kinetics to measure the concentration and reaction kinetics of optically active substances during a chemical reaction. Optically active substances have the capability of rotating the plane of polarization of linearly polarized light passing through them&#8212;a feature called optical rotation. Optical activity is attributed to the molecular structure of substances. Normal monochromatic light is unpolarized and possesses oscillations of the electrical field in all possible planes perpendicular to the direction of its propagation. When an unpolarized light passes through a polarizer, a linearly polarized light maintaining oscillations in one plane emerges out.
A polarimeter instrument determines the polarization direction of the light or the rotation produced by an optically active substance. In a polarimeter, the plane-polarized light is introduced to a tube containing the reacting solution, and the reaction can be followed without disturbing the system. If the sample contains optically inactive substances, there will be no change in the orientation of the plane of the polarized light. The light will be visible in the same intensity on the analyzer screen, and the angle of rotation reading (&#593;) will read zero degrees.
However, the presence of optically active compounds in the reacting sample causes the rotation of the plane of the polarized light passing through. The light emerging out will be less bright. The axis of the analyzer device will have to be rotated in a clockwise (dextrorotatory) or counter-clockwise (levorotatory) direction to observe the maximum brightness. The direction in which the analyzer needs to be rotated depends on the nature of the compound present. The optical rotation measured is proportional to the concentration of the optically active substances present in the sample. By analyzing the angle of rotation measurements at different time points, the concentrations of the optically active compounds can be determined as a function of time.
Spectrometry 
Optical experimental techniques like spectrometry are also frequently employed to monitor chemical reactions and secure quantitative information on reaction kinetics. Using spectrometry, the light of a specific wavelength is made to pass through a reacting sample. The molecules or compounds (either a reactant or product) within the sample may absorb some light while transmitting the remaining amount, which is measured by a detector. The quantity of light absorbed depends on the concentration of the compound or molecule of interest. For instance, the higher the concentration of a compound, the larger its absorbance. From the absorbance, the instrument will be able to determine the concentration of the compound of interest. In a reacting sample, the absorbance measured at periodic intervals computes the concentrations of the reactant or product as a function of time.
Pressure Measurements
For reactions involving gas-phase substances, the reaction kinetics is followed by quantifying the changes in the number of moles of gases as a function of the changes in pressure. The experimental settings of a gas-phase reaction can be connected to a manometer that could measure the pressure of either a gaseous reactant or product. As the reaction progresses, the pressure of the reactants decreases, and(or) the products&#39; pressure increases. This can be measured by the manometer as a function of time. By employing the ideal gas law&#8212;the concentration of a gas is proportional to its partial pressure&#8212;the rate of a chemical reaction can be calculated.

Experimental Techniques to Measure Reaction Rates

قياس معدّلات التفاعل

Polarimetry finds application in chemical kinetics to measure the concentration and reaction kinetics of optically active substances during a chemical ...

JoVE Core

Chemical Kinetics

KEY TERMS AND CONCEPTS

Constant Pressure Calorimetry

Calorimetry is a technique used to measure the amount of heat involved in a chemical or physical process or to measure the heat transferred to or from a substance. The heat is exchanged with a calibrated and insulated device called the calorimeter. Calorimetry experiments are based on the assumption that there is no heat exchange between the insulated calorimeter and the external environment. The well-insulated calorimeters prevent the transfer of heat between the calorimeter and its external environment, which effectively limits the &ldquo;surroundings&rdquo; to the nonsystem components within the calorimeter (and the calorimeter itself). This enables the accurate determination of the heat involved in chemical processes, such as the energy content of foods.&nbsp;
The temperature change measured by the calorimeter is used to derive the amount of heat transferred by the process under study. In a calorimeter, a system is defined as the substance or substances undergoing the chemical or physical change, or in other words, the reaction, and the surroundings are all other matter, including the solution and any other components in the calorimeter that either provide heat to the system or absorb heat from the system.
Before discussing the calorimetry of chemical reactions, consider a simpler example that illustrates the core idea behind calorimetry. Suppose a hot piece of metal at a high-temperature is placed in a low-temperature substance, such as cool water. Heat will flow from the hot metal to the water. The temperature of the metal will decrease, and the temperature of the water will increase until the two substances have the same temperature&mdash;that is when they reach thermal equilibrium. If this occurs in a calorimeter, all of the heat is transferred between the two substances, with no heat gained or lost by its external environment. Under these ideal circumstances, the net heat change is zero:
<img alt="Eq1" src="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/core/CDNSource/lessons/798/798_Equations-01.png" style="height: 40px;" />
This relationship can be rearranged to show that the heat gained by the metal is equal to the heat lost by substance the water:
<img alt="Eq2" src="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/core/CDNSource/lessons/798/798_Equations-02.png" style="height: 40px;" />
The magnitude of the heat (change) is, therefore, the same for both substances. The negative sign merely shows that qmetal and qwater are opposite in direction of&nbsp;heat flow (gain or loss), but it does not indicate the arithmetic sign of either q value (that is determined by whether the matter in question gains or loses heat, per definition). In the specific situation described, qmetal is a negative value and qwater is a positive value since heat is transferred from the metal to the water.
When using calorimetry to determine the heat involved in a chemical reaction, the same principles apply. The amount of heat absorbed by the calorimeter is often small enough that it can most often be neglected, and the calorimeter minimizes energy exchange with the outside environment. When an exothermic reaction occurs in solution in a calorimeter, the heat produced by the reaction is absorbed by the solution, which increases its temperature. When an endothermic reaction occurs, the heat required is absorbed from the thermal energy of the solution, which decreases its temperature. The temperature change (&Delta;T), along with the specific heat (csoln) and mass of the solution (msoln), can then be used to calculate the amount of heat (qsoln) involved in either case.
<img alt="Eq3" src="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/core/CDNSource/lessons/798/798_Equations-03.png" style="height: 40px;" />
A &nbsp;simple calorimeter &mdash; called the coffee cup calorimeter &mdash; is constructed from two nested polystyrene cups closed with a loose-fitting lid. Coffee cup calorimeters are used to measure the heat of reactions that take place in solutions (mostly aqueous solutions) and involve no or very little volume change. Because energy is neither created nor destroyed during a chemical reaction, the heat produced or consumed in the reaction (the &ldquo;system&rdquo;), qrxn, plus the heat absorbed or lost by the solution (the &ldquo;surroundings&rdquo;), qsoln, must add up to zero:
<img alt="Eq4" src="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/core/CDNSource/lessons/798/798_Equations-04.png" style="height: 40px;" />
This means that the amount of heat produced or consumed in the reaction equals the amount of heat absorbed or lost by the solution:
<img alt="Eq5" src="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/core/CDNSource/lessons/798/798_Equations-05.png" style="height: 40px;" />
The coffee cup calorimeter is a constant-pressure calorimeter, and the measured heat of the reaction is equivalent to the change in enthalpy.
<img alt="Eq6" src="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/core/CDNSource/lessons/798/798_Equations-06.png" style="height: 40px;" />
This text is adapted from <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/5-2-calorimetry">Openstax, Chemistry 2e, Section 5.2: Calorimetry</a>.

Constant Pressure Calorimeter/ Coffee Cup Calorimeter

قياس الضغط الثابت

Calorimetry is a technique used to measure the amount of heat involved in a chemical or physical process or to measure the heat transferred to or from a ...