Обработка результатов.

Цель работы.

1. Наблюдать адсорбцию на границе жидкой и твердой фаз.

2. Построить изотерму адсорбции.

3. Найти значения а и n в уравнении Фрейндлиха.

Реактивы.

· Активированный уголь (12 таблеток по 0,25 г).

· Уксусная кислота СН₃СООН, растворы с концентрациями 0,12 М, 0,05 М, 0,2 М.

· Гидроксид натрия NаОН, раствор 0,1 н.

· Фенолфталеина (индикатор), раствор.

Оборудование и посуда:

· Шесть конических колб на 50 мл.

· Бюретка на 50 или 25 мл.

· Измерительный цилиндр.

· Пипетки на 50 мл и 10 мл.

· Три воронки для фильтрования.

· Фильтровальная бумага.

Выполнение работы.

1. В пронумерованные колбы (№1, №2, №3) цилиндром наливают по 100 мл растворов уксусной кислоты концентраций 0,012 М, 0,05 М и 0,2 М соответственно.

2. В каждую колбу добавляют по 1 г предварительно растертого в ступке активированного угля (по четыре таблетки). Тщательно взбалтывают все колбы в течение 10 минут.

3. Отфильтровывают содержимое каждой колбы через бумажные фильтры в чистые пронумерованные колбы (№1’, №2^’, №3^’). Использованные колбы №1, №2, №3 моют, споласкивают дистиллированной водой.

4. В них отбирают пипеткой пробы из фильтратов: из колб №1’и №2^’ по 50 мл, из колбы №3^’ – 10 мл.

5. Пробы титруют 0,1 н раствором NаОН в присутствии фенолфталеина до бледно-розовой окраски для определения концентрации уксусной кислоты после адсорбции.

Обработка результатов.

1. Концентрацию уксусной кислоты после адсорбции С (моль/л) вычисляют по формуле

,

где 0,1 – концентрация раствора NаОН, н; V_щ – объем раствора щелочи, пошедший на титрование пробы фильтрата; V – объем фильтрата, взятый для титрования.

2. Для всех трех проб рассчитывают значения х = (С_о – С)∙ 0,1 (моль).

3. Далее расчитывают величину адсорбции (моль/г), где m - масса угля, взятого для адсорбции.

4. Результаты заносят в таблицу.

№ колбы	Со	С	х =(Со – С)∙ 0,1	lg C	lg (^x/m)
1.
2.
3.

5. Строят изотерму адсорбции. Для этого результаты наносят на график, откладывая по оси абсцисс значения С (моль/л), а по оси ординат – значения х/т (моль/г).

6. Для графического определения значений а и п в уравнении Фрейндлиха строят график зависимости lg (^x/_m) от lg C. Полученные точки должны лежать на прямой. Рассчитывают величину тангенса угла наклона прямой к оси абцисс. что дает величину п. Расстояние точки пересечения прямой с осью ординат от начала координат соответствует значению величины lg а.

Контрольные вопросы.

1. Какие явления называют сорбцией?

2. В чем заключается разница между адсорбцией и абсорбцией, физической адсорбцией и хемосорцией?

3. От каких факторов зависит адсорбция?

4. Какие уравнения описывают адсорбцию?

5. Какое значение имеют явления адсорбции для медицины?

6. Что такое изотерма адсорбции?

7. Каков физический смысл констант в уравнении Ленгмюра?

8. В чем состоит сущность графического метода определения констант в уравнении Фрейндлиха и в уравнении Ленгмюра?

Задачи

1. Удельная площадь поверхности активированного угля равна 1000м²/г. Рассчитайте массу фосгена COCl₂, которая может быть адсорбирована 0,10м² поверхности угля, если 1 г угля адсорбирует 0,44л (н.у.) фосгена.

2. Поверхностное натяжение водного раствора пентанола с концентрацией 0,03 моль/л равно 55,3∙10^-3 Н/м при 298 К. Оцените величину адсорбции бутанола из раствора с концентрацией 0,015 моль/л при той же температуре.

3. Найти равновесную концентрацию уксусной кислоты, при которой 1 г угля адсорбирует 3,76 моль уксусной кислоты, если a=2,82; n=0,43.

4. Теплотой адсорбции называют количество теплоты, выделяющееся при поглощении 1 моль адсорбтива поверхностью адсорбента. При поглощении мелкораздробленным железом 42,5 г аммиака, выделяется 177,8 кДж теплоты. Рассчитайте теплоту адсорбции аммиака на мелкораздробленном железе.

5. Рассчитайте адсорбцию азота (в м³/кг) на слюде при 90 К по уравнению Лэнгмюра, если давление азота равно 1730 и 670 Па, Г_∞= 0,0385 м³/кг, и b=847.

6. При изучении адсорбции брома углем из воды были получены следующие данные:

С, моль/л 0,00259 0,00669 0,00708 0.02975

Г, моль/г…….3,10 4,27 5,44 6,80.

Определите константы в уравнении Ленгмюра графическим методом.

Рис.2. Изотерма адсорбции Фрейндлиха

Рис. 3. Логарифмическая изотерма адсорбции Фрейндлиха

Дата добавления: 2015-07-24