20 Дослідження адсорбції із розчинів

НА ТВЕРДОМУ АДСОРБЕНТІ

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Адсорбція. Види адсорбції. Теорії адсорбції.

2. Адсорбція на межі тверде тіло-газ.

3. Адсорбція на межі тверде тіло-розчин:

а) молекулярна адсорбція з розчинів

б) адсорбція електролітів

в) обмінна адсорбція

4. Поверхневий натяг. Адсорбція на межі розчин-газ.

Література

[22], [23], [24]

Зразок картки контролю знань

1.Теорія і рівняння адсорбції Ленгмюра.

(Варіанти: рівняння Фрейндліха, рівняння Гіббса, теорія БЕТ).

2. За рівнянням Фрейндліха обчислити рівноважну концентрацію етанової кислоти, якщо 1г вугілля адсорбує 3,76ммоль СН₃СООН. Константи: К=2,82; n=2,44.

3. Активна площа поверхні 1г силікагелю складає 465 м². Скільки молекул брому поглинається 1 см²поверхні адсорбенту при адсорбції 5 мг брому на 10 г силікагелю.

4. Обчислити величину адсорбції Гіббса розчину етанової кислоти при 15 ºС концентрацією 0,12 моль/л, якщо його поверхневий натяг 70,9 мДж/м², а поверхневий натяг води – 73,6 мДж/м².

Хід роботи

Із вихідного розчину етанової кислоти концентрацією 0,4 моль/л методом розбавлення водою приготуйте такі розчини у колбах ємністю 100 мл.

Досліджувані розчини

Компоненти	Розчин №1	Розчин №2	Розчин №3	Розчин №4	Розчин №5
CH3COOH,мл Н2О, мл	20 0	10 10	5,0 15	12,5 17,5	1,0 19,0

Із кожної колби відберіть піпеткою по 5 мл відповідного розчину і відтитруйте їх розчином лугу в присутності фенолфталеїну, визначаючи концентрацію вихідних розчинів. Розчини перших трьох колб титрують 0,2 н розчином NaOH, а 4 і 5 колбу – 0,02 н NaOH.

У кожну з колб, в яких міститься по 15 мл розчину, внесіть по 0,5 г активованого вугілля і витримайте їх протягом 15-20 хв., періодично перемішуючи. Після цього вміст всіх колбочок профільтруйте у 5 сухих колб. Із кожного фільтрату відберіть піпеткою по 5 мл розчину і відтитруйте їх, як і в випадку вихідних розчинів, розчини № 1, 2 і 3 – 0,2н NaOH, а № 4 і 5 – 0,02н NaOH до одержання слаборожевого забарвлення фільтрату, яке не зникає.

За даними титрування визначіть концентрації кислоти у кожній колбочці до адсорбції (С^о_к) і після адсорбції (С´_к) за формулою:

С_к·V_к= С_л·V_л

де С_к, С_л– відповідно концентрації лугу і кислоти, моль/л.

V_к– об’єм кислоти, взятої на титрування, мл

V_л– об’єм лугу, затраченого на титрування, мл

Так як об’єм розчину, з якого проводилась адсорбція

15 мл, то кількість адсорбованої кислоти на одиницю маси адсорбента в ммоль/г обчисліть за формулою:

- де х - кількість адсорбованої кислоти.

- 1000 – коефіцієнт переводу моль в ммоль

- m – маса адсорбента.

Результати занесіть у таблицю.

Результати досліджень

№ дос.	До адсорбції				Після адсорбції						lg(C′к· ·1000)
	Сол	Vол	Cок	Vок	С′л	V′л	C′к	V′к
1 2 3 4 5	0,2 0,2 0,2 0,02 0,02

Так як виражається в ммоль/г, то і C′_кнеобхідно виражати

в ммоль/л (C′_к·1000).