колды / <Адсорбция. Применение уравнения Фрейндлиха к адсорбции органических кислот на твердых адсорбентах>

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Отчет по практической работе по коллоидной химии

«Адсорбция. Применение уравнения Фрейндлиха к адсорбции органических кислот на твердых адсорбентах»

Студентки III курса 4-ой группы

Шевалдышевой Д.И.

В лабораторной работе мы исследовали адсорбцию из раствора уксусной кислоты на активированном угле. В лаборантской получили исходный раствор уксусной кислоты. Из него следующим образом приготовили растворы различной концентрации посредством разбавления вдвое.

В 5 колб (№ 2-6) на 100 мл пипеткой налили по 50 мл дистиллированной воды. В оставшуюся колбу (№ 1) налили 50 мл исходного раствора. Затем снова отобрали 50 мл исходного раствора из колбы с задачей и добавили его в колбу с водой (№ 2). Хорошо взболтали и сполоснули полученным раствором пипетку, набирая полученный раствор в пипетку и выливая его обратно в колбу.

Затем отобрали 50 мл полученного раствора (№ 2) этой же пипеткой и добавили в следующую колбу с водой (№ 3). Хорошо перемешали и вымыли полученным раствором пипетку как в случае предыдущего раствора. Отобрали 50 мл полученного раствора (№ 3) и так далее до тех пор, пока не получили 6 растворов, включая исходный. Объем приготовленных растворов во всех колбах должен быть 50 мл, поэтому из последней колбы (№ 6) 50 мл раствора отобрали пипеткой и вылили в раковину. Затем в каждую из шести колб добавили по 1 г адсорбента – активированного угля; при этом необходимое количество угля отмеряют пробиркой, насыпая уголь до метки. Колбы с углем встряхивают, перемешивая содержимое, и оставляют на 40 минут.

В это время определяли концентрацию исходного раствора уксусной кислоты посредством титрования трех аликвот по 10 мл раствором NaOH в присутствии индикатора фенолфталеина (концентрация NaOH – 0.122 моль/л.):

Проба	Vпробы, мл.	VNaOH, мл.	CN	Среднее CN
1.	10	28.2	0.344	0.346
2.	10	28.5	0.3477
3.	10	28.5	0.3477

По уравнению рассчитали концентрацию в каждой пробе кислоты, затем вычислили среднюю концентрацию задачи и проверили ее в лаборантской.

По истечении 40 минут поочередно, начиная с самого разбавленного раствора, из колбочек с углем, не фильтруя, отбрали аликвоту 10 мл, погружая кончик пипетки вглубь раствора, но не касаясь при этом угля. Для каждой из шести колб посредством титрования определили равновесную концентрацию уксусной кислоты после адсорбции (С). Начинали титрование с самого разбавленного раствора (№ 6), предварительно сполоснув дистиллированной водой пипетку на 10 мл и колбы для титрования.

Полученные при титровании данные, так же как при титровании исходного раствора, записали в протокол опыта. Затем вычислили количество вещества (в ммоль), находящегося в 50 мл до () и после () адсорбции.

№ опыта	Количество вещества в исходном растворе (до адсорбции)		Количество вещества в фильтрате (после адсорбции)		Сорбированное количество кислоты на 1 г угля, ммоль/г
	С0, М	в 50 мл, А, ммоль	С, М	в 50 мл, F, ммоль
1	0.346	17.3	0.322	16.1	1.2
2	0.173	8.65	0.156	7.8	0.85
3	0.0865	4.325	0.077	3.85	0.475
4	0.0433	2.165	0.038	1.9	0.265
5	0.0216	1.08	0.021	1.05	0.03
6	0.0108	0.54	0.010	0.53	0.01

Строим изотерму адсорбции x/m – C, находим значения констант

K и 1/n путем логарифмирования уравнения Фрейндлиха:

lg(x/m) = lg K + (1/n)lg C

-lg C	-lg (x/m)
0.49	- 0.079
0.807	0.0706
1.114	0.323
1.420	0.577
1.678	1.52
2.00	2.00

Если провести среднюю прямую,т.е.не соединяя каждую точку,в нашем случае нужно по 2,4,5,6 и продлить её до кривой –lgx/m,то получим значение lgK=0,8 и следовательно K=6,3ммоль=6.3^.10^3 моль.

1/n=tg α=(0,26-1,38)/(2,01-0,51)=1,64/1,5=1,09

Тогда уравнение Фрейндлиха имеет вид: x/m=6,3^.10^3∙C^1,09.

C	x/m
0,322	1,2
0,156	0,85
0,077	0,475
0,038	0,265
0,021	0,03
0,010	0,01