Opis problemu
W elektrochemii i chemii fizycznej dokładne zrozumienie przewodnictwa jonowego roztworów elektrolitów, takich jak NaOH, ma kluczowe znaczenie dla wielu zastosowań – od projektowania elektrolizerów i baterii, po optymalizację procesów przemysłowych. W ramach tego projektu opracowaliśmy narzędzie w Excelu oparte na VBA, które umożliwia szybkie obliczanie przewodnictwa jonowego roztworów NaOH na podstawie danych literaturowych i wybranych parametrów fizykochemicznych.
Wyzwanie
Klient potrzebował kalkulatora przewodnictwa jonowego dla roztworów NaOH w funkcji temperatury i stężenia, nie mając możliwości prowadzenia własnych eksperymentów. Wyzwanie polegało na znalezieniu wiarygodnych danych literaturowych i opracowaniu modelu matematycznego, który pozwalałby użytkownikom pewnie oszacować przewodnictwo w zadanych warunkach.
Rozwiązanie
Stworzyliśmy interaktywny arkusz Excel z wbudowanym modułem VBA, który:
- Zawiera dane literaturowe dotyczące przewodnictwa molowego i właściwego roztworów NaOH w różnych temperaturach i stężeniach.
- Wykorzystuje model matematyczny (np. równania typu Arrheniusa lub nieliniowe interpolacje), dopasowany do zebranych danych.
- Umożliwia użytkownikowi wprowadzenie temperatury (np. 20–90°C) i stężenia (np. 0,01–10 mol/L), a następnie automatycznie oblicza przewodnictwo.
- Automatycznie generuje wykresy i raporty do dalszej analizy.
Funkcje
- Wbudowana baza danych: Zawiera dane z publikacji naukowych dotyczące przewodnictwa molowego i właściwego NaOH.
- Elastyczne parametry wejściowe: Użytkownik może określić temperaturę, stężenie i objętość próbki.
- Modelowanie matematyczne: Model zapewnia realistyczne prognozy także poza punktami pomiarowymi.
- Automatyczne wykresy i raporty: Ułatwiają analizę trendów i interpretację wyników.
- Przyjazny interfejs w Excelu: Narzędzie dostępne również dla osób bez doświadczenia programistycznego.
Wyniki
- Natychmiastowe oszacowania: Brak konieczności ręcznego wyszukiwania czy przeliczania – wystarczy kilka kliknięć.
- Zwiększona dokładność i spójność: Ustandaryzowane obliczenia minimalizują ryzyko błędów.
- Testowanie różnych scenariuszy: Użytkownik może szybko sprawdzić, jak zmiany temperatury i stężenia wpływają na przewodnictwo NaOH.
Wpływ
Dzięki temu narzędziu analiza i badanie przewodnictwa jonowego NaOH stały się szybsze, łatwiej dostępne i lepiej zorganizowane. Projekt pokazał, że nawet bez laboratorium możliwe jest stworzenie wiarygodnej bazy wiedzy i narzędzia wspierającego zarówno decyzje techniczne, jak i naukowe.
Podsumowanie
Projekt kalkulatora przewodnictwa roztworów NaOH pokazuje, jak skuteczne może być połączenie danych literaturowych, wiedzy chemicznej i automatyzacji w Excelu. To doskonały przykład na to, jak proste narzędzia mogą znacząco przyspieszyć analizę i podejmowanie decyzji w środowiskach technicznych i badawczych.