Завдання на виконання роботи

1. Провести адсорбцію на межі поділу фаз активоване вугілля – розчин органічних кислот.

2. Розрахувати адсорбцію Г в молях на 1г адсорбенту для п’яти досліджуваних концентрацій.

3. Побудувати експериментальну ізотерму адсорбції в координатах Г=f(С_р).

4. Побудувати пряму в координатах для знаходження граничної адсорбції графічним розв’язанням рівняння Ленгмюра.

5. Обчислити питому адсорбційно-активну площу поверхні адсорбенту S_пит [м²/г].

Прилади, лабораторний посуд та реактиви

Терези технічні, хімічні склянки, органічні кислоти, активоване вугілля, піпетки, 0,1 н розчин NaOH, фенолфталеїн, лійки, фільтрувальний папір.

Порядок виконання роботи

1. Для виконання роботи готується розчин будь-якої органічної кислоти пяти різних концентрацій послідовним розведенням вдвічі. Початкові концентрації для кислот: оцтової – 0,2 – 0,4 н, масляної – 0,25 н, валеріанової – 0,3 н, лимонної – 0,25 н, щавлевої – 0,1 н.

Беруть пять сухих колб. У першу наливають 50 мл вихідного розчину кислоти, в інші по 50 мл дистильованої води. Після цього в другу колбу вносять ще 50 мл вихідного розчину кислоти, вміст добре струшують, відбирають 50 мл розчину і вносять у наступну колбу з водою і т.д. З останньої колби 50 мл розчину виливають у раковину.

2. В окремій колбі титруванням лугом визначають нормальність найконцентрованішого вихідного розчину. Для цього піпеткою беруть дві–три проби кислоти по 10 мл і титрують 0,1 н розчином NaOH у присутності фенолфталеїну.

3. На технічних терезах зважують пять рівних частин активованого вугілля по 1…2 г і вносять у п’ять колб, що містять по 50 мл розчинів різних розведень.

4. Вміст колб перемішують протягом 10-15 хв, потім відфільтровують, відкидаючи перші порції фільтрату.

5. Рівноважні концентрації після адсорбції перевіряють титруванням у всіх колбах, відбираючи для цього з кожної колби по 10 мл розчину.

Опрацювання результатів

1. Результати титрування вихідного розчину кислоти розраховують за рівнянням

, (8.4)

де V_k – об’єм кислоти, взятої для титрування (10 мл); С_к – концентрація кислоти; V_л – об’єм лугу, використаного на титрування (середнє з трьох вимірювань); С_л – концентрація лугу (0,1 н).

2. Концентрації робочих розчинів кислоти визначають за даними п’яти розведень.

3. Величину адсорбції Г розраховують за рівнянням

, (8.5)

де С₀ і С – початкова та рівноважна концентрації кислоти; V – об’єм розчину, мл; m – наважка адсорбенту, г. Одержані дані заносять до таблиці 8.1.

Таблиця 8.1

Результати розрахунку адсорбції на межі поділу тверде тіло – рідина

Номери колб	Концентрація розчину, моль/л		Адсорбція Г, моль/г	Відношення Ср/Г, г/л
	вихідного С0	рівноважного Ср
1	2	3	4	5

4. Будують експериментальну ізотерму адсорбції Ленгмюра в координатах Г=f(С_р).

5. Будують пряму в координатах (див. лабораторну роботу №7, рис. 7.3). Граничну адсорбцію Г_. знаходять як котангенс кута нахилу отриманої прямої до вісі ординат.

6. Обчислюють питому адсорбційно-активну площу поверхні адсорбенту S [м²/г] за таким рівнянням .

, (8.6)

де Г_ – гранична адсорбція; N_A – число Авогадро, N_A=6,0210²³; q – “посадкова площа” однієї молекули, для кислот жирного ряду q=2010^-20 м².

7. Одержані результати питомої поверхні адсорбенту порівнюють з паспортними даними для цих адсорбентів.