Фх / Фх / Лаб ФХ (студ)

Це співвідношення представляє собою рівняння прямої.

lg С₁

Рисунок 2 - Ізотерма адсорбції в логарифмічних координатах

За допомогою ізотерми адсорбції в логарифмічних координатах можна визначити lg а та а;

1/n = tg  Визначивши значення x/m за різних концентраціях та побудувавши графік в логарифмічних координатах, визначають константи а і 1/n: lg a = ОА, 1/n = tg 

ЗМІСТ І ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ:

Розбавленням 2М розчину оцтової кислоти приготовляють в шести колбах розчини наступних приблизних концентрацій, в кількостях, що вказані в таблиці1.

Таблиця 1 – Концентрація розчинів

№ колби	1	2	3	4	5	6
Об’єм розчину, мл	150	150	150	125	110	105
Приблизна концентрація розчину, моль/л	0,012	0,025	0,05	0,1	0,2	0,4
Об’єм 2М СН3СООН, мл	1,5	3	6	12	25	50
Об’єм води, мл	148,5	147	144	113	85	55

Точний вміст оцтової кислоти визначається титруванням її розчином 0,5M NaОН в присутності індикатора фенолфталеїна до появи блідо – рожевого забарвлення, що не зникає протягом хвилини.

Причому із колб №1, 2 і 3 пипеткою відбирають по 50мл; із колби №4 – 25мл,

із колби №5 – 10мл і із колби №6 – 5мл розчину.

Таким чином, у всіх колбах залишається по 100мл розчину.

В кожну колбу вносять по 3г активованого вугілля.

Ретельно збовтують усі колби протягом 7 -10 хв.

Окремо відфільтровують вміст кожної колби.

Із фільтратів відбираються проби в таких же кількостях, які були взяті для першого титрування, і проводиться титрування 0,5M NaОН в присутності індикатора фенолфталеїна.

Результати титрування (об’єм NaОН, використаний на титрування оцтової кислоти до та після адсорбції її вугіллям) заносяться в таблицю результатів титрування.

Т 07. 5.05130105. . 04ТЗ

Арк.

19

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

Таблиця 2 – Результати титрування

Після виконання досліду проводиться розрахунок концентрації оцтової кислоти.

Розрахунок проводиться з використанням закону еквівалентів

N_{СН3СООН} ^. V_{СН3СООН} = N_NaОН ^. V_NaОН

N_NaОН ^. V_NaОН

Звідки N_{СН3СООН} = -------------------

V_{СН3СООН}

Різниця між результатами першого і другого титрування, після перерахунку на 100мл розчину, дає кількість оцтової кислоти х, яка адсорбована вугіллям.

Титрування розчину оцтової кислоти до додавання вугілля визначає її початкову концентрацію с в переліку на мл 0,5М розчин лугу, а титрування фільтрату – її концентрацію після адсорбції с₁.

Таким чином, х = с – с₁

Так як неможливо для пористої речовини безпосередньо визначити її поверхню, то величину питомої адсорбції відносять до 1г адсорбенту, тобто Г = х / m,

де х – кількість адсорбованої речовини, моль;

m – маса адсорбенту,г.

Результати досліду та розрахунків оформлюються в таблиці 3.

Таблиця 3 – Результати роботи

Т 07. 5.05130105. . 04ТЗ

Арк.

20

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВИКОНАННЯ Й ОФОРМЛЕННЯ:

При виконанні дослідів строго дотримуватися кількості реагентів та методики виконання роботи, які вказані в інструкції, а також заходів техніки безпеки.

На основі експериментальних даних:

• Побудувати ізотерму адсорбції в координатах х / m – С₁.

• Побудувати графік ізотерми адсорбції в логарифмічних координатах та графічно визначити сталі а, 1/n рівняння Г.Фрейндлиха.

• Записати рівняння Фрейндлиха для даного випадку.

• По закінченню роботи зробити загальний висновок.

ПІСЛЯ ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТ ПОВИНЕН:

ЗНАТИ:

1. Рівняння Г.Фрейндліха

2. Рівняння И.Ленгмюра

3. Методику проведення досліду

УМІТИ:

1. Провести необхідні досліди

2. Працювати самостійно згідно інструкції

3. Невідступно дотримуватись заходів техніки безпеки

4. Побудувати ізотерму адсорбції

5. Визначити сталі рівняння Фрейндліха

ЗАХИСТ РОБОТИ:

1. Що таке адсорбція, абсорбція, десорбція?

2. Від яких чинників залежить швидкість адсорбції?

3. Які речовини називаються поверхнево – активними ?

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ:

Пояснити основні положення теорії адсорбції І.Ленгмюра.

Пояснити відповідність дослідним даним рівнянь Г.Фрейндліха та І.Ленгмюра в областях різних тисків (концентрацій).

Пояснити практичне використання процесів адсорбції.

ЛІТЕРАТУРА

1 Ахметов Б.В., Новиченко Ю.П., Чапурин В.И. Физическая и коллоидная химия.-

Л.: Химия, 1986. с 119 – 130

2 Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии.- М.: Просвещение, 1980.

с 128 – 141

3 Гамеева О.С. Физическая и коллоидная химия.- М.: Высш. шк., 1974. с 305 – 310

4 Краткий справочник физико-химических величин. Под редакцией К.П.Мищенко, А.А.Равделя. Л.:Химия,1974.

Т 07. 5.05130105. . 04ТЗ

Арк.

21

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

ІНСТРУКЦІЙНА КАРТКА ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТТЯ

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «ФІЗИЧНА ХІМІЯ»

ТЕМА: КАТАЛІТИЧНИЙ ВПЛИВ ІОНІВ ФЕРУМУ ТА КУПРУМУ НА ШВИДКІСТЬ ГОМОГЕННОЇ РЕАКЦІЇ

РОБОЧЕ МІСЦЕ: ХІМІЧНІ ЛАБОРАТОРІЇ ХТК ТРИВАЛІСТЬ ЗАНЯТТЯ: 4 ГОДИНИ

МЕТА ПРОВЕДЕННЯ ЗАНЯТТЯ:

ЗАКРІПЛЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ЗНАНЬ З ТЕМИ,

ПІДТВЕРДЖЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ЗНАНЬ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНИХ ДОСЛІДІВ;

ОЗНАЙОМЛЕННЯ НА ДОСЛІДІ З ГОМОГЕННИМ КАТАЛІЗОМ;

ВИВЧЕННЯ ВПЛИВУ КАТАЛІЗАТОРА НА ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ

МАТЕРІАЛЬНО-ТЕХНІЧНЕ ОСНАЩЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ:

Колби на 200 і 100мл, мірний циліндр, бюретка, піпетки на 20мл, штатив;

розчини: 0,1M (NH₄)₂S₂O₈; 0,12M KI; 0,025M H₂SO₄; 0,0005M CuSO₄ ^. 5H₂O;

0,00067M FeSO₄; 0,01M Na₂S₂O₃; 5% крохмаль.

ПРАВИЛА ОХОРОНИ ПРАЦІ:

Дотримуватися обережності при поводженні з хімічними реактивами, скляним посудом.

Каталізом називається явище збудження реакції або зміна швидкості її під впливом введених в реакційну суміш речовин – каталізаторів, які до кінця реакції не змінюють свій хімічний склад, але можуть приймати участь в проміжних стадіях реакції.

Гомогенним каталізом називається зміна швидкості хімічної реакції, що відбувається в однорідному середовищі (газуватому або рідкому) під впливом каталізатора, який знаходиться в такому ж стані, що і реагуючі речовини.

Випадки гомогенного каталізу достатньо добре пояснює теорія проміжних з’єднань.

Різновидом каталізу є автокаталіз, при цьому каталізатором є один з продуктів реакції, що утворюються.

При окисненні йодидної кислоти персульфатом амонію відбуваються такі реакції:

2КІ + H₂SO₄ = 2НІ + К₂SO₄

(NH₄)₂S₂O₈ + 2НI = (NH₄)₂SO₄ + І₂ + H₂SO₄

При титруванні йоду, що виділяється, відбувається реакція

І₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaІ + Na₂S₄O₆

ЗМІСТ І ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ:

Дослід 1.

У конічну колбу на 250 мл переносять послідовно 50 мл води, 12 мл розчину персульфату амонію (NH₄)₂S₂O₈ , 12 мл розчину сульфатної кислоти H₂SO₄, 12 мл розчину КІ.

Відмічається час початку досліду.

Т 07. 5.05130105. . 05ТЗ

Арк.

22

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

Через 5, 10, 20, 30, 50, 60 хвилин від початку досліду відбирають по 10 мл суміші у колбу на 100 мл і титрують розчином тіосульфату натрію Na₂S₂O₃ в присутності крохмалю до зникнення синього забарвлення.

Відмічають об'єм розчину тіосульфату натрію, який пішов на тітрування.

Дослід 2.

У конічну колбу на 250 мл вливають 25 мл води і 25 мл розчину сульфату купруму CuSO₄ ,

12 мл розчину персульфату амонію (NH₄)₂S₂O₈ , 12 мл розчину сульфатної кислоти H₂SO₄,

12 мл розчину КІ. Відмічається час початку досліду.

Титрують через 3, 5, 10, 20, 40, 60 хвилин від початку досліду. Відбирають по 10 мл суміші у колбу на 100 мл і титрують розчином тіосульфату натрію Na₂S₂O₃ в присутності крохмалю до зникнення синього забарвлення.

Відмічають об'єм розчину тіосульфату натрію, який пішов на тітрування.

Дослід 3.

У конічну колбу на 250 мл вливають 25 мл води і 25 мл розчину сульфату феруму FeSO₄, 12 мл розчину персульфату амонію (NH₄)₂S₂O₈ , 12 мл розчину сульфатної кислоти H₂SO₄, 12 мл розчину КІ. Відмічається час початку досліду.

Титрують через 5, 10, 20, 30, 50, 60 хвилин від початку досліду. Відбирають по 10 мл суміші у колбу на 100 мл і титрують розчином тіосульфату натрію Na₂S₂O₃ в присутності крохмалю до зникнення синього забарвлення.

Відмічають об'єм розчину тіосульфату натрію, який пішов на тітрування.

Дослід 4.

У конічну колбу на 250 мл вливають 25 мл розчину сульфату купруму CuSO₄ і 25 мл розчину сульфату феруму FeSO₄, 12 мл розчину персульфату амонію (NH₄)₂S₂O₈ , 12 мл розчину сульфатної кислоти H₂SO₄, 12 мл розчину КІ. Відмічається час початку досліду.

Титрують через 1, 2, 3, 5, 15, 30 хвилин від початку досліду. Відбирають по 10 мл суміші у колбу на 100 мл і титрують розчином тіосульфату натрію Na₂S₂O₃ в присутності крохмалю до зникнення синього забарвлення.

Відмічають об'єм розчину тіосульфату натрію, який пішов на тітрування.

Результати досліду оформлюються в таблиці.

Таблиця – Результати роботи

№ досліду	Об’єм витраченого на титрування Na2S2O3 ,мл
	Час, хв
	1	2	3	5	10	15	20	30	40	50	60
1
2
3
4

Т 07. 5.05130105. . 05ТЗ

Арк.

23

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВИКОНАННЯ Й ОФОРМЛЕННЯ:

При виконанні дослідів строго дотримуватися кількості реагентів та методики виконання роботи, які вказані в інструкції, а також заходів техніки безпеки.

На основі експериментальних даних побудувати графік , наносячи на ось абсцис — час, а на ось ординат — кількість мл тіосульфату натрію.

По закінченню роботи зробити загальний висновок про вплив каталізатора на швидкість хімічної реакції та порівняти активність окремих каталізаторів і їх суміші.

ПІСЛЯ ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТ ПОВИНЕН:

ЗНАТИ:

1. Види каталізу

2. Вплив каталізаторів на швидкість хімічної реакції

3. Вплив суміші каталізаторів на швидкість хімічної реакції

4. Методику проведення досліду

УМІТИ:

1. Провести необхідні досліди

2. Працювати самостійно згідно інструкції

3. Невідступно дотримуватись заходів техніки безпеки

4. Побудувати графік процесу в координатах об’єм – час

ЗАХИСТ РОБОТИ:

1. Дати визначення каталізу

2. Як змінюється швидкість реакції у випадку додатного та від’ємного каталізу?

3. Які речовини називаються активаторами, інгібіторами, каталітичними отрутами?

4. Як залежить швидкість хімічної реакції від концентрації каталізатора?

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ:

Пояснити основні положення теорії проміжних сполук

Пояснити особливості каталітичних реакцій

Пояснити практичне використання каталітичних процесів

ЛІТЕРАТУРА

1 Ахметов Б.В., Новиченко Ю.П., Чапурин В.И. Физическая и коллоидная химия.-

Л.: Химия, 1986. с 168 – 177

2 Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии.- М.: Просвещение, 1980.

с 159 – 163

3 Гамеева О.С. Физическая и коллоидная химия.- М.: Высш. шк., 1974. с 124 – 129

4 Краткий справочник физико-химических величин. Под редакцией К.П.Мищенко, А.А.Равделя. Л.:Химия,1974.

Т 07. 5.05130105. . 05ТЗ

Арк.

24

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

ІНСТРУКЦІЙНА КАРТКА ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТТЯ

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «ФІЗИЧНА ХІМІЯ»

ТЕМА: ПОБУДОВА ДІАГРАМИ СТАНУ ДВОКОМПОНЕНТНОЇ СИСТЕМИ

КАМФОРА – БЕНЗОЙНА КИСЛОТА

РОБОЧЕ МІСЦЕ: ХІМІЧНІ ЛАБОРАТОРІЇ ХТК ТРИВАЛІСТЬ ЗАНЯТТЯ: 6 ГОДИН

МЕТА ПРОВЕДЕННЯ ЗАНЯТТЯ:

ЗАКРІПЛЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ЗНАНЬ З ТЕМИ,

ПІДТВЕРДЖЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ЗНАНЬ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНИХ ДОСЛІДІВ;

ОЗНАЙОМЛЕННЯ НА ДОСЛІДІ З МЕТОДОМ ТЕРМІЧНОГО АНАЛІЗУ НА ПРИКЛАДІ СУМІШІ «КАМФОРА – БЕНЗОЙНА КИСЛОТА»,

ПОБУДОВА КРИВИХ ОХОЛОДЖЕННЯ ТА ДІАГРАМИ ПЛАВКОСТІ

МАТЕРІАЛЬНО-ТЕХНІЧНЕ ОСНАЩЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ:

Пробірки, мірний циліндр, термометр 0 -100⁰С , 0 -200⁰С, секундомір, склянка скляна та фарфорова, електроплитка, технічні ваги, водяна та гліцеринова баня; камфора, бензойна кислота.

ПРАВИЛА ОХОРОНИ ПРАЦІ:

Дотримуватися обережності при поводженні з хімічними реактивами, скляним посудом, електричним нагрівальним приладом.

Термічний аналіз заснований на визначенні температур фазових перетворень і використовується як для чистих речовин, так і систем, що складаються з двох і більше кількості компонентів.

В найпростішому випадку фазові перетворення і появлення або зникнення тих чи інших речовин в суміші спостерігаються візуально. В інших випадках використовують метод, заснований на спостереженнях за зміною температури і побудові кривих (температура – час).

Кожен зразок розплавлюється і потім, повільно охолоджуючи, регіструється температура через певні проміжки часу термометром. По отриманим даним будуються криві охолодження (число кривих відповідає кількості зразків, що досліджуються.

На основі даних термічного аналізу будується діаграма стану різних пар речовин в координатах температура плавлення – склад суміші (діаграма плавкості).

ЗМІСТ І ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ:

В сім пробірок насипається по 4г суміші, склад якої дано в таблиці 1.

Т 07. 5.05130105. . 06ТЗ

Арк.

25

Змін.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата