Zde je naše čidlo oxidu uhličitého Vernier CO2-BTA.
Užívá se v řadě našich laboratorních prací,
objevuje se v návodech z biologie, z fyziologie.
Užívá se k měření koncentrace
plynného oxidu uhličitého.
Užívá se jen pro plyny,
nikdy jej neponořujte do kapaliny.
Principem činnosti je detekce infračerveného (IR) záření.
Je v něm zdroj IR záření,
a když se CO2 dostane těmito otvory dovnitř,
pak absorbuje část IR záření,
která se nedostane k detektoru.
Čím vyšší je koncentrace plynného CO2,
tím méně pronikne k detektoru.
Protože je uvnitř zdroj IR záření,
je třeba jej nechat před použitím 90 sekund zahřát.
Když jej tedy zapojíte, neudává nejprve správné hodnoty,
teprve po chvíli je připraveno k měření.
Další věc je, že pokud měříte venku,
vyhněte se měření v přímém slunečním světle,
protože tak se vám zařízení zahřeje,
a to může ovlivnit správnost odečítání dat.
Tomu se chceme vyhnout.
Čidlo má dva rozsahy,
takže je na něm přepínač rozsahu, zde.
Přepíná rozsahy,
malý rozsah je mezi 0 - 10 000 ppm
a využívá se ve velkém množství experimentů.
Velký rozsah je 0 - 100 000 ppm,
a ten se vám bude hodit,
pokud na čidlo plánujete vydechovat apod.
Čidlo není nutné kalibrovat,
ale pokud chcete, je to možné.
Pokud budete kalibrovat, je třeba je vložit do známých podmínek.
Vezměte dodávanou plastovou (Nalgenovou) lahev,
a do ní zachyťte vzorek vzduchu.
Na ni nasadíte víčko
a lahev přinese zpět a s ní provedete kalibraci,
pokud ji potřebujete.
Zde je kalibrační port.
Vezměte něco jako kancelářskou sponku
a zatlačte sem tak dlouho, než se jednotka stabilizuje.
Ustálí se na hodnotě 380 ppm.
To je hodnota, kterou předpokládáme venku, pod širým nebem.
A jste hotovi.
Doporučujeme čidlo používat
s několika různými komorami, které tu máme.
Už jsem zmínil plastovou lahev,
která je k čidlu dodávána,
další možností je BC-250,
do které lze vložit více než jeden senzor.
Takže sem můžeme umístit CO2
a ještě třeba detektor kyslíku. Ta se také může hodit.
Kromě toho máme také BC-2000,
která umožňuje umístit dva senzory.
Má dva otvory, takže můžeme vložit detektor CO2 sem
a např. detektor kyslíku sem
a měřit obě hodnoty současně.
Takové zařízení využijete v měření typu „dýchání hrášku.“
Ten zde ukážu já.
Můžete dovnitř umístit nějaké cvrčky či červy
a sledovat rychlost jejich dýchání.
Fermentace kvasinek, kde vyrábíte CO2 kvašením, tak se také využije.
Chemické reakce, při kterých vzniká CO2,
cokoliv, co vytváří plynný CO2,
tam všude se zařízení hodí.
Teď jsme připraveni udělat nějaké malé měření.
Zapojíme čidlo do LabQuestu.
Zapojím ho sem.
Když naskočí, právě teď,
ukazuje 0 ppm.
Jak jsem říkal, je třeba jej zahřát.
A tak nám bude dávat takové hodnoty,
dokud se nezahřeje.
Zahřátí trvá asi 90 sekund.
Ujistím se, že je nastaven nižší rozsah.
Zatímco se čidlo zahřívá, vezmu hrášek,
tenhle hrášek jsem před několik dny zamočil.
Teď už nám klíčí,
takže nejspíš také produkuje CO2.
Nasypu hrášky do lahve,
je jich tam asi 25.
Jsou v lahvi.
A nyní - už je hotovo. Čidlo už měří.
Zde v místnosti máme asi
600 a něco ppm.
Podíváme-li se na nastavení měření,
je v pravém horním rohu napsáno „Time Based“ (časové),
takže budeme měřit závislost na čase.
V našem případě závislost koncentrace CO2 na čase.
Výchozí vzorkovací frekvence je 0,25 měření za sekundu.
To znamená, že změří hodnotu každé 4 sekundy.
Lze měřit i rychleji, ale protože my měříme
CO2, který musí dovnitř difundovat těmito otvory,
asi se nebude koncentrace měnit tak rychle.
Takže asi není třeba měřit rychleji,
než řekněme 4 hodnoty za sekundu.
Pak byste jen vytvářeli více,
o hodně víc dat, než byste chtěli.
Musíte plynnému CO2 dát čas,
aby se k senzoru dostal.
Podívejme se na výchozí čas měření.
Je to 600 sekund, tedy 10 minut.
To je vhodné pro řadu experimentů,
zde toto nastavení také využijeme
jako výchozí.
Hrášek je tedy v lahvi
a chci do ní vložit čidlo.
Doporučuji dělat měření
při položení na stranu, protože CO2 je těžký.
Má tendenci rozlévat se do plochy podél dna nádoby,
a když ji postavíte,
může trvat dlouho,
než prodifunduje nahoru.
Máme už vše připraveno k měření
a jediné, co musíme udělat,
stisknout tlačítko „Start“.
Teď se bude 10 minut měřit.
Budeme sledovat, jak se
koncentrace plynu v nádobě vyvíjí.
Měření je ukončeno.
Zdá se, že úroveň CO2 hezky narůstala,
a teď by bylo vhodné provést nějakou analýzu.
Vypadá to se, že CO2 přibýval rovnoměrně,
takže proč bychom neproložili křivku
a nezjistili něco o rychlosti.
Přejdu do menu „Analýza“,
zvolím „Fitovat křivku“
a zaškrtnu CO2.
Chtěl bych získat rovnici.
Závislost se zdá být lineární, takže zkusím "Lineární funkce".
Zde máme proloženou přímku.
Klepnu na OK.
Na pohled vyhovuje pěkně, máme tu její sklon.
Směrnice je 4,4 ppm za sekundu.
Koncentrace tedy narůstá rovnoměrně.
Shrneme-li tedy: čidlo CO2 se užívá v biologii
a biologii-příbuzných experimentech.
Je určitě dobré jej ve škole mít,
umožňuje nám měřit věci, které by bylo velmi obtížné dělat jinak.
www.vernier.cz/CO2-BTA