Хід роботи

Принцип методу полягає в заміщенні обмінних катіонів розчином хлориду барію з молярною концентрацією еквівалентів 1 моль-екв/л. Після заміщення всіх обмінних катіонів йонами барію відмиту глину піддають дії титрованого розчину сульфатної кислоти, що приводить до насичення глини йонами Н⁺, а витіснені йони Ва²⁺зв'язуються у вигляді сульфату, нерозчинного в кислотах осаду білого кольору. Надлишок кислоти, що не вступив в реакцію з йонами барію, титрують розчином лугу.

Це дозволяє знайти кількість йонів Н⁺, поглинутих глиною при обробці кислотою, і, таким чином, вирахувати ємність обміну.

Для визначення ємності 10г висушеної при 150°С глини зважують на технічних терезах і заливають 20-30 мл розчином ВаС1₂концентрацією 1моль-екв/л у фарфоровій чашці Добре розмішавши суспензію в чашці скляною паличкою, дають їй відстоятись і декантують по скляній паличці на лійку з фільтром. Добавлення барій хлориду і декантацію проводять декілька разів. Потім глину переносять без втрат на той же фільтр, змиваючи барій хлоридом частинки глини на чашці і паличці. Глину на фільтрі промивають до негативної реакції на йон Са²⁺в фільтраті. Для цього з фільтрату відбирають 0,5-1 мл розчину, нагрівають до кипіння, додають декілька мл 5%-ого розчину К₂СгО₄, відфільтровують осад, що випав (це ВаСrO₄). Новоутворений фільтрат знову необхідно нагріти до кипіння, а потім добавити по краплях розчин оксалату натрій оксалату(Na₂C₂O₄). При наявності Са²⁺випадає осад білого кольору СаС₂О₄(або розчин мутніє). Якщо помутніння відсутнє, то це означає, що з поверхні глини повністю витіснені йони Са²⁺.

Після повного витіснення обмінних катіонів глину разом з фільтром переносять в колбу з широким горлом, добавляють 100 мл 0,2 моль-екв/л розчину сульфатної кислоти, збовтують декілька разів і фільтрують через складчастий щільний фільтр в суху колбу або стакан. Певний об'єм одержаного прозорого фільтрату (напр. 20 см³) титрують 0,1 моль-екв/л розчином лугу в присутності фенолфталеїну до слаборожевого забарвлення.

Попередньо відтитровують 20см³вихідної кислоти 0.1 моль-екв/л розчином лугу.

Загальну обмінну ємність глини розраховують за формулою:

,

де а – об'єм лугу, затраченого на попереднє титрування 20 см вихідної кислоти, см³;

b– об'єм лугу, затраченого на титрування 20см³фільтрату після взаємодіїH₂SO₄з наважкою глини, см³;

– об'єм сульфатної кислоти, затраченої на витіснення Ва²⁺з поверхні глини, см ;

С_NaOH– молярна концентрація розчину лугу, моль-екв/дм³;

V_пр (H₂SO₄) – об'єм кислоти, взятої для титрування, 20см³;

m – маса наважки глини, г;

100 – коефіцієнт для перерахунку ємності глини на 100 г глини.

На основі одержаних результатів розраховуємо обмінну ємність глини.

Питання на самостійну підготовку

1. Адсорбція. Адсорбція на межі тверде тіло – газ.

2. Теорії адсорбції.

3. Адсорбція на межі тверде тіло – розчин:

а) молекулярна адсорбція з розчинів;

б) адсорбція електролітів;

в) обмінна адсорбція.

Зразок картки контролю знань

1. Дати визначення: адсорбція, абсорбція, адсорбат. (Ізотерми адсорбції).

2. Визначити питому поверхню 1 см³глини зі ступенем дисперсності 10⁶м^-1та густиною 2300 кг/м³.