Оформление отчета.
Отчет должен содержать:
описание и схему использованной установки; зависимости поверхностного натяжения и величины адсорбции от концентрации ПАВ в растворе;
график в координатах линеаризованного уравнения Ленгмюра; рассчитанные значения предельной адсорбции,
константы адсорбционного равновесия, площади, занимаемой молекулой в адсорбционном слое и толщину адсорбционного слоя;
выводы, сделанные в ходе работы.
Лабораторная работа №2 Исследование адсорбции пав на границе раствор-пористый адсорбент
Цель работы: рассчитать величину удельной поверхности пористого адсорбента по экспериментальным данным.
Удельной поверхностью адсорбента Sуд называется поверхность единицы массы. Она является важной характеристикой адсорбентов, т.к. определяет их способность адсорбировать. Для расчета Sуд необходимо найти значение пределеьной адсорбции ПАВ на единице поверхности адсорбент-раствор (Г∞) и максимальной адсорбции этого вещества единицей массы адсорбента А∞:
(2.1)
Величину
Г∞
находят по изотерме поверхностного
натяжения растворов ПАВ методом,
описанным в работе №1, или по уравнению
(1.10), если известна площадь молекулы ПАВ
.
Значение адсорбции единицей массы адсорбента находят по разности концентрации ПАВ в растворе до и после адсорбции.
Оборудование и реактивы.
Прибор Ребиндера для определения поверхностного натяжения.
Колбы объемом 50 мл.
Воронки.
Фильтровальная бумага.
Растворы ПАВ 4 концентраций.
Дистиллированная вода.
Активированный уголь.
Ход работы
В 4 сухих колбы помещают по 1 г активированного угля и заливают по 50 см3 поверхностно-активного вещества заданных перподавателем концентраций.
Колбы оставляют на 60 минут, переодически перемешивая суспензию угля и раствора. При помощи прибора Ребиндера определяют поверхностное натяжение исходных растворов заданных концентраций (снач) и строят изотерму адсорбции ПАВ границе раствор-воздух (рис.1.2), которая является калибровочной кривой для последующих действий.
Осторожно сливают верхний слой жидкости с активированного угля; измеряют максимальное давление пузырька, рассчитывают поверхностное натяжение исследуемых растворов после адсорбции и по полученным значениям, используя калибровочную кривую, определяют равновесные концентрации ПАВ (сравн).
Обработка результатов.
Количество вещества, адсорбтрованного единицей масси угля, рассчитывают по формуле, моль/г:
(2.2)
где m - навеска активированного угля, г;
V - объем раствора ПАВ, взятого для адсорбции, дм3.
Далее,
пользуясь линеаризованным уравнением
Ленгмюра (1.8) в координатах сравн/A
от
сравн,
строят график и рассчитывают А из
соотношения
(рис.4).
Размеры катетов mn
и
nl
определяют с учетом масштаба соответствующих
осей.
Зная площадь, занятую молекулой ПАВ в поверхностном слое (используя результаты Л.р№1), рассчитывают удельную поверхность активированного угля, м2/г:
(2.3)
Оформление отчета.
Отчет должен содержать:
описание и схему использованной установки; зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ в растворе;
график в координатах линеаризованного уравнения Ленгмюра;
рассчитанное значение удельной поверхности активированного угля;
выводы, сделанные в ходе работы.