Экспериментальная часть

Реактивы и оборудование: адсорбенты: активированный уголь, цеолит, силикагель, глинистый минерал и др.; растворы метилового оранжевого; фотоэлектроколориметр; весы; разновесы; стаканы химические емкостью 50 мл; конические колбы; воронки; фильтровальная бумага.

Опыт 1. Адсорбция метилового оранжевого различными адсорбентами

Цель опыта: ознакомление с теорией адсорбции и экспериментальное определение адсорбционных характеристик различных адсорбентов при адсорбции метилового оранжевого.

Порядок проведения эксперимента

Группа студентов (2-3 человека) взвешивает 0,1 г адсорбента для определения адсорбции при одной исследуемой концентрации метилового оранжевого.

Адсорбент помещают в стакан емкостью 50 мл, приливают 20 мл раствора метилового оранжевого исследуемой концентрации.

Содержимое стакана перемешивают и выдерживают 10 минут (периодически взбалтывая), затем отфильтровывают в коническую колбу через бумажный фильтр.

Определяют концентрацию метилового оранжевого в исходном растворе и в фильтрате фотоколориметрическим методом. Для этого наливают исходный раствор в рабочую кювету фотоэлектроколориметра и измеряют оптическую плотность(А₀) или пропускание (П₀, %) при длине волны 492 нм. По градуировочному графику находят концентрацию метилового оранжевого, соответствующую полученным значениям пропускания. Далее аналогичные измерения проводят для фильтрата.

Результаты определения заносят в табл. 2.

Таблица 2

№ опыта	Пропускание П0, % (для определения исходной концентрации C0)	Исходная концентрация метилового оранжевого C0, мг/л	Пропускание П1, % (для определения равновесной концентрации после адсорбции Cа)	Равновесная концентрация метилового оранжевого после адсорбции Cа, мг/л	Адсорбция а, мг/г
1
2
3
4
5
6
7
8

Адсорбцию (а, мг/г) рассчитывают по формуле

, (12)

где V – объем раствора метилового оранжевого, л;

C₀ – исходная концентрация метилового оранжевого, мг/л;

С_а – равновесная концентрация метилового оранжевого в фильтрате после адсорбции, мг/л; m – масса адсорбента, г.

Примечание. В данном опыте V = 0,02 л; m = 0,1 г.

Результаты опыта используют для построения изотермы адсорбции метилового оранжевого в координатах а – C_а.

Затем строят графическую зависимость 1/а – 1/С_а соответственно рис. 6 и находят по графику величину максимальной адсорбции (а_max) и константу адсорбционного равновесия (К).

На основании полученных в опыте 1 величин а, а_max, К:

1. Оценивают изменение адсорбции с повышением концентрации метилового оранжевого и возможность описания полученной зависимости уравнением Ленгмюра.

2. Определяют относительную погрешность опытного значения а_max(оп) и по графику а_{max (гр)} = f(C) по формуле

, (13)

где а_{max (гр)} определена по графику, а_{max (оп)} из опыта.

3. Сравнивают величины а_max и К для различных адсорбентов, определяют наиболее эффективный для адсорбции метилового оранжевого.