Экспериментальная часть

Институт сельского хозяйства и природных ресурсов

________________________________________________________________

Кафедра экологии и прикладной химии

Лабораторная работа по теме

“ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И АДСОРБЦИЯ”

Великий Новгород

лабораторная работа

Поверхностные явления и адсорбция

1. Изучить теорию по теме:

1. Сорбция, адсорбция, абсорбция, основные понятия. Физическая и химическая адсорбция.

2. Адсорбция на границе твердое тело-газ. Адсорбционное уравнение Фрейндлиха. Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Полимолекулярная адсорбция. Теория БЭТ. Капиллярная конденсация.

3. Адсорбция на границе раствор-газ. Поверхностное натяжение растворов. Правило Траубе. Адсорбционное уравнение Гиббса. Поверхностно-активные вещества (ПАВ).

4. Адсорбция на границе твердое тело-раствор. Молекулярная адсорбция. Адсорбция электролитов. Образование ДЭС. Ионообменная адсорбция. Обменная способность почв. Хроматография. Экологическая роль адсорбционных процессов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Работа №1. Изучение адсорбции уксусной кислоты на активированном угле.

Цель работы: 1. Получить опытные данные зависимости величины

адсорбции (Г) от равновесной концентрации (С_РАВН) уксусной кислоты в растворе на активированном угле в качестве адсорбента.

2. Построить изотерму адсорбции в координатах Г-С_РАВН.

3. Определить графически константы в уравнении Фрейндлиха и

в уравнении Ленгмюра.

Ход работы:

Путем разбавления исходного 0,4 М раствора уксусной кислоты приготовить по 100 мл. растворов следующих концентраций: 0.2 М; 0.1 М; 0.05 М; 0.025 М; 0.0125 М; Все шесть растворов оттитровать 0.1 Н NаОН в присутствии фенолфталеина. Данные по приготовлению растворов свести в таблицу № 1.

Таблица № 1

№	СЗАДАННАЯ моль/л	VЗАД, Р-РА, мл	Объем 0.4 М СН3CООН необход. для приготовления р-ра, мл.	С ННАЧ,= Сн Ш VШ / VК (до адсорбции)
	0.4
	0.2
	0.1
	0.05
	0.025
	0.0125

Затем в шесть пронумерованных колбочек засыпать точно взятую навеску

(1 г) активированного угля и влить в них по 50 мл. приготовленных растворов кислоты. Интенсивно взболтать их и оставить на 20-30 мин. для установления адсорбционного равновесия, периодически (каждые 2-3 мин.) встряхивая колбы с растворами.

Затем содержимое колб отфильтровать в шесть сухих колб через складчатые фильтры и фильтрат оттитровать. Титровать каждый раствор не менее3 раз, используя при этом одинаковые объемы пробы до и после адсорбции, а именно:

Объем пробы для растворов № 1,2 взять по 5 мл.

для растворов № 3,4 взять по 10 мл.

для растворов № 5,6 взять по 15 мл.

Результаты опыта занести в таблицу № 2

Таблица № 2

№	СНАЧ. моль/л (до адсорбции)	СРАВН. моль/л (после адсорбции)	Г=(СНАЧ, - СРАВН) V/ m	1/Г	1/ СРАВН	Lg Г	Lg CРАВН

Формулы для вычисления:

/1/ С_{Н к} = (С_{Н NаОН} V_NаОН)/ V_К , моль/л

/2/ Г= ((С_НАЧ. - С_РАВН)/ m) V, моль/г

где m- навеска адсорбента, г

V - объем раствора, взятый для адсорбции (л).

V_К - объем кислоты, взятый на титрование (л)

V_NАОН - объем щелочи, пошедший на титрование (л)

Графическое определение ведут следующим путем:

а) построить изотерму адсорбции Г- С_РАВН (рис. 1)

Г
			СРАВН

Рис. 1 Зависимость Г - С_равн

б) найти константы уравнения Фрейндлиха

Г= КС^{1 / n} , где

Г - количество адсорбированного вещества на единицу массы адсорбента (моль/л)

С - равновесная концентрация адсорбтива (моль/г)

К, n - константы уравнения

Константы уравнения К и n находят графически, используя линеаризованную форму уравнения Фрейндлиха (рис 2)

LgГ= LgК + 1/n×LgC

		LgГ
					LgCРАВН
		LgК			tga=1/n

Рис. 2 Зависимость LgГ - LgС_РАВН

в) Найти константы уравнения Лэнгмюра (Г_¥ и К)

Г= Г_¥ ((КС)/(1+КС)), где

Г и Г_{¥ -} адсорбция и предельная адсорбция (моль/ л)

С - равновесная концентрация адсорбтива (моль/ л)

К - константа адсорбционного равновесия.

Константы Г и Г_¥ находят графически, используя линеаризованную форму уравнения Лэнгмюра (рис. 3)

1/Г=1/ Г_¥ + (1/ Г_¥ К)(1/С)

		1/Г
						tga=1/ (Г¥ К)
			1/ Г¥			1/СРАВН

Рис. 3. Зависимость 1/Г - 1/С_РАВН.

Дата добавления: 2015-07-24