Контрольные вопросы

1. Как определяют выход летучих веществ?

2. Что означает фактическая зольность?

3. Нелетучие остатки ТГИ характеризуются.

Лабораторная работа № 6 Определение активности углей по теплоте смачивания

Цель: Ознакомиться с методом определения активности угля 

Приборы и оборудования: Прибор  Балезина — Фельдта; два термо- метра со шкалой от —10 до +50°C с делениями через 0,1 градуса; стакан вместимостью  200 мл; два стакана вместимостью  300 мл; фарфоровая ступка с пестиком; древесный уголь (уголь-сырец);  толуол; раствор мети- ленового синего 1:1000; активные угли: торфяной, косточковый, марки АГ (активный гранулированный), животный, активные угли других марок.

Теоретические сведения

Адсорбция сопровождается убылью поверхностной энергии (∆G < 0). При этом происходит и уменьшение энтропии (∆S < 0), так как при ограничении положения адсорбированных молекул тонким поверхностным слоем, происходит потеря некоторых степеней свободы адсорбируемых молекул и в результате увеличивается порядок в системе. Из уравнения Гиббса

∆Gадсорбции = ∆Надсорбции – Т ∆Sадсорбции

следует, что изменение энтальпии адсорбции (∆Hадсорбции) должно быть также отрицательной величиной, а теплота адсорбции (Qадсорбции) - положительной величиной. Таким образом, адсорбция является всегда экзотермическим процессом.

Количество тепла, выделяемое при адсорбции одного моля вещества, называют молярной теплотой (энтальпией) адсорбции. Тепловые эффекты в процессе адсорбции свидетельствуют о взаимодействии между адсорбентом и адсорбтивом.

По характеру связей между адсорбированными частицами и частицами поверхности различают физическую и химическую адсорбцию. Первая обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия (силами Вандер Ваальса). При этом адсорбированные молекулы, атомы сохраняют свои химические свойства. С повышением температуры усиливается процесс десорбции, а с понижением температуры превалирует процесс адсорбции. То есть физическая адсорбция является обратимой.

Порядок выполнения работы Определение теплоты смачивания угля при помощи термометра.

Стакан вместимостью 200 мл наполняют углем-сырцом; высыпают всю пробу в фарфоровую ступку и растирают ее в порошок. Берут два

стеклянных стакана  вместимостью  300 мл, в один из них всыпают испытуемую пробу угля так, чтобы заполнить приблизительно треть стакана, а в другой наливают толуол в том же количестве. При помощи термометров убеждаются в том, что температура содержимого стаканов   одинакова.  Допускается разница в температурах не более 0,3 градуса.

Быстро выливают толуол в стакан с углем и, тщательно размешивая массу, следят за подъемом температуры. Размешивание массы заканчивают,когда прекратится повышение температуры.

О качестве полученного угля судят по разности между начальной и конечной температурой: если повышение температуры достигло 7 градусов, и более, то испытуемый уголь считается высококачественным; если температура повысилась в пределах 4—7 градуса - уголь среднего качества; наконец, если повышение температуры менее 3,5 градуса - уголь плохой.

Таким же образом испытывают и активированные угли других марок.