11 Класс
1. Введение
В работе вам предстоит определить приблизительное (чем точнее, тем лучше) значение сорбционной ёмкости активированного угля. Для этого вы будете проводить сорбцию навеской угля известной массы из отмеренного объема раствора с известной концентрацией. Параллельно следует приготовить шкалу для визуальной колориметрии методом разбавления раствора с известной концентрацией. После проведения сорбционного эксперимента следует разбавить получившийся раствор, при помощи шкалы (или нескольких шкал) определить его концентрацию и рассчитать сорбционную ёмкость угля.
2. Проведение сорбции
Навеску ~0,3 г активированного угля, взятую с точностью до 1 мг вносят в коническую колбу на 100 мл, заливают 50 мл раствора метиленового голубого с известной концентрацией 1000 мг/л. Суспензию перемешивают каждые 10-15 минут в течение 1 часа. Проводят параллельный эксперимент с другой навеской.
3. Подготовка приблизительной визуальной шкалы
Нумеруют выданные пробирки: 1, 2, 3, 4, "5-Проба". Готовят стандартный раствор метиленового голубого с концентрацией 20 мг/л, разбавляя 2 мл выданного концентрата в мерной колбе на 100 мл. Раствор перемешивают и переливают в коническую колбу. Готовят шкалу, разбавляя приготовленный стандартный раствор водой.
№1 2 мл + 8 мл 4 мг/л
№2 4 мл + 6 мл 8 мг/л
№3 6 мл + 4 мл 12 мг/л
№4 Стандарт. 20 мг/л
4. Проведение приблизительного определения.
Через 1 час после начала сорбционного эксперимента отделяют при помощи пипетки 2 мл пробы раствора над активированным углем, стараясь не захватывать частицы угля. Пробу количественно переносят в мерную колбу на 100 мл, разбавляют водой. Аликвоту 10 мл этого раствора переносят в пробирку №5. В случае слишком интенсивной окраски (как в стандартном растворе), в пробирку вместо 10 мл переносят 2 мл разбавленного раствора после сорбции, туда же добавляют 8 мл дистиллированной воды и перемешивают.
Сравнивая окраску полученного раствора со шкалой, определяют диапазон, в котором лежит искомая концентрация: 0-4, 4-8, 8-12, 12-20 мг/л
5. Определение точной концентрации. Расчет сорбционной емкости.
В пробирках готовят растворы с концентрациями, соответствующими полученному диапазону. Для этого из исходного стандартного раствора (20 мг/л) в мерной колбе готовят более разбавленный (1 или 2 диапазоны) или из концентрата (1000 мг/л) более концентрированный (если требуются 3 или 4 диапазон).
Рассчитывают сорбционную емкость образца угля (мг/г):
,
где Q-ёмкость, мг/г, C0 - исходная концентрация, мг/л, Се-равновесная концентрация, мг/л, V - объем раствора метиленового голубого в сорбционном эксперимента, мл, m-масса навески угля, г.
Результаты виртуального эксперимента: 81 и 76 мг/л.