Лабораторная работа № 5. Адсорбция на поверхности твердого тела.
Цель работы: научиться количественно измерять адсорбцию из растворов на твердых адсорбентах.
Оборудование: бюретка вместимостью 25 мл, конические колбы вместимостью 500 мл, воронки, цилиндры мерные, колбы для титрования, фильтровальная бумага.
Реактивы: уголь активированный, растворы уксусной кислоты четырех разных концентраций (от 50 до 400 ммоль/л), раствор натрия гидроксида титрованный, с концентрацией около 0,1 моль/л, раствор фенолфталеина в этаноле (индикатор).
Сущность работы.
Адсорбцию на твердых адсорбентах определяют, как правило, по разности концентраций адсорбтива в растворе до и после проведения адсорбции. Для определения концентрации подбирают подходящий метод (титриметрический, кондуктометрический, колориметрический и т.д.).
Выполнение эксперимента.
С помощью мерных цилиндров в четыре сухие пронумерованные колбы наливают по 50 мл раствора уксусной кислоты следующих концентраций: 50 ммоль/л; 100 ммоль/л; 200 ммоль/л; 400 ммоль/л. В каждую колбу вносят одновременно по 1,0 г предварительно измельченного активированного угля. Содержимое колб перемешивают круговыми движениями в течение 20 мин, после чего фильтруют через сухие складчатые фильтры. Первую порцию фильтра объемом 5 мл в каждом случае отбрасывают. Из каждого фильтрата пипеткой отбирают пробу для титрования (объем пробы для каждого из растворов указан в таблице). Отобранную пробу титруют раствором натрия гидроксида в присутствии фенолфталеина (2-3 капли). Результаты титрования записывают в таблицу 1.
Обработка результатов эксперимента.
По данным титрования рассчитывают равновесную концентрацию уксусной кислоты с (СН3СООН) в каждом фильтрате:
-
с (NaOH) V (NaOH)
с (СН3СООН) =
,V (СН3СООН)
где V (СН3СООН) – объем взятой для титрования пробы фильтрата (5 или 10 мл),
с (NaOH) – молярная концентрация титранта,
V (NaOH) – объем титранта.
Адсорбцию (а) рассчитывают по формуле :
Г = (с0 - с ) 0,050/ m
где с0– исходная концентрации уксусной кислоты, ммоль/л
с– равновесная концентрация уксусной кислоты, ммоль/л
0,050 – объем уксусной кислоты, взятой для адсорбции, л
m– масса адсорбента, г.
Полученные данные занесите в таблицу 1.
В лабораторном журнале запишите точное значение концентрации щелочи в таблицу 1.
Таблица 1.
Колба |
Начальная |
Объем, мл |
Равновесная концентрация уксусной кислоты с, ммоль/л |
Адсорбция |
|||
|
концентрация уксусной кислоты c, ммоль/л |
уксусной кислоты, взятой для титрования |
раствора NаOH, израсходованного на титрование |
Г, ммоль/л |
|||
1 |
50 |
10,0 |
|
|
|
||
2 |
100 |
10,0 |
|
|
|
||
3 |
200 |
5,0 |
|
|
|
||
4 |
400 |
5,0 |
|
|
|
||
Сделайте вывод.