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 (рис.1.1) определяют поверхностное натяжение исходных растворов заданных концентраций (с_нач) и строят изотерму адсорбции ПАВ на 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 каждого раствора, рассчитывают поверхностное натяжение исследуемых растворов после адсорбции и по полученным значениям, используя калибровочную кривую, определяют равновесные концентрации ПАВ (с_равн).

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 с_равн/A от с_равн, строят график и рассчитывают А_∞ по (1.9).

Зная площадь, занятую молекулой ПАВ в поверхностном слое (используя результаты Л.р.1), рассчитывают удельную поверхность активированного угля, м²/г:

s_уд = А_∞ s₀ N_A (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.

Лабораторная работа №3 Исследование адсорбции окрашенных веществ на поверхности твердого адсорбента

Цель работы: опеределение размеров молекул красителя и его адсорбционных параметров.

Изучение адсорбции окрашенных веществ целесообразно проводить с использованием оптических методов исследования в силу того, что оптические свойства растворов красителей находятся в зависимости от концентрации.

В этой работе используется закон Бугера-Ламберта-Бэра

(3.1),

где D- оптическая плотность раствора;

I₀, I интенсивность света, падающего и проходящего через раствор, соответственно;

ε - коэффициент поглощения света;

c - концентрация красителя;

l - толщина поглощающего слоя.

Для кювет постоянного размера D = ε Δс, т.е. оптическая плотность прямо пропорциональна количеству красителя в растворе.

Оптическая плотность измеряется при помощи фотокалориметра. Принцип действия прибора заключается в измерении фотопотока, возникающего в фотоелементе под действием полного светового потока I₀ и потока I, прошедшего через раствор. Регистрирующее устройство фотокалориметра (микроамперметр) градуировано таким образом, что измеряемая величина фотопотока пропорциональна коэффициенту пропускания (верхняя шкала) или оптической плотности D (нижняя шкала).

Для работы с окрашенными веществами необходимо использование светофильтров с той длиной волны, котоая не поглощается при прохожении сквозь раствор. Так, например, для работы с метиленовым синим - красный (λ= 450 нм), для тропеолина - зеленый (λ= 567 нм).