Обработка экспериментальных данных

Р ассчитанные по уравнению (1.4) значения σ используют для построения графика в координатах (рис.1.2).

Адсорбцию рассчитывают по уравнению Гиббса

(1.4)

Рис.1.2 Путем графического дифференцирования σ,с-зависимости определяют значение z. Если провести касательную к кривой в точке х, то тангенс ее угла наклонак оси абсцисс (угол ) будет равен dσ/dc.

Из графика видно, что

z= - c_х Δtg φ= - c_х dσ/dc (1.5)

где z - отрезок, отсекаемый на оси ординат горизонтальной прямой, проведенной через точку х, и касательной к кривой в этой точке.

Подставляя значения z из (1.5) в уравнение (1.4) получаем Г, моль/м²:

(1.6)

О бработав указанным методом кривую в 8-10 точках, строят изотерму адсорбции (рис.1.2), по которой ориентировочно определяют предельную (максимальную) адсорбцию Г_∞, соответствующая образованию мономолекулярного слоя.

Рис.1.3. Изотерма адсорбции Ленгмюра, которой отвечают полученные данные, имеет вид

(1.7)

Уравнение Ленгмюра можно преобразовать в уравнение прямой (рис.1.4):

(1.8)

Рис.1.4 Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, равен , где b - константа адсорбционного равновесия.

(1.9)

По рассчитанным значениям предельной адсорбции Г_∞ определяют площадь молекулы s₀ и толщину адсорбционного слоя δ, которая соответствует длине адсорбированной молекулы:

s₀=1/Г_∞N_A; δ=Г_∞М/ρ (1.10)

где N_A - постоянная Авагадро;

M - относительная молекулярная масса;

ρ - плотность ПАВ.

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 S_уд называется поверхность единицы массы адсорбента. Она является важной характеристикой адсорбентов, т.к. определяет их способность адсорбировать. Для расчета S_уд 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 лабораторной 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.

Весы технические.

Колбы объемом 50 мл.

Цилиндр.

Пипетки 5 и 10 см³.

Воронки.

Фильтровальная бумага.

Растворы ПАВ 4 концентраций.

Дистиллированная вода.

Активированный уголь.