Химия \ Физическая химия

Исследование молекулярной адсорбции растворенного вещества

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Содержание работы

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе № 14.

По дисциплине: Физическая химия

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Исследование молекулярной адсорбции растворенного вещества

из растворов на активированном угле

Выполнил: студент гр. АПМ-03 ______________ /Зятьков Р.Э./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ПРОВЕРИЛ:

Доцент: ____________ /Иванов И.И./

^{(подпись)
(Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2004 год

Цель работы: построить изотерму адсорбции, проверить применимость к ней уравнений Фрейндлиха и Ленмюра, оценить удельную поверхность активированного угля.

Сущность работы: для границы раздела «твердое тело – воздух» возможно прямое экспериментальное определение удельной адсорбции, например, статическим методом. В статическом методе определяют концентрацию исходного раствора, перемешиванию навески адсорбента в каждом растворе в течении определенного времени, необходимого для установления адсорбционного равновесия , фильтрованию и определению равновесной концентрации растворенного вещества в фильтратах.

Приборы и реактивы: бюретка, мерная пипетка объемом 50 мл, мерная пипетка объемом 5 мл, колбы объемом 250 мл, колбы конические для титрования объемом 100 мл, гидроксид натрия титрованный 0,1 н раствор, фенолфталеин, раствор CH₃COOH 0,4 н.

Ход работы:

Из заданного преподавателем раствора кислоты CH₃COOH 0,4 н. и дистиллированной воды приготовили по 50 мл последовательно разбавленных в 2 раза растворов (всего 5, включая исходный) ;
В каждую колбу с растворами высыпали по навеске активированного угля (по 3 гр.). Содержимое колб выдержали 20 минут, периодически помешивая ;
С₀исходного раствора кислоты определяем титрованием ее аликвоты 0,1 н. раствора щелочи в присутствии 2-3 капель фенолфталеина.

V_k=5 мл, V_щ=19 мл,

С₁=0,38 моль/л С₃=0,095 моль/л

С₄=0,0475 моль/л С₅=0,02375 моль/л

Таблица 1

№	Конц. р-ра, моль/л		∆С=С₀-С, моль/л	m, моль/кг		lgC	lgm
№	исх. С₀	равнов. С	∆С=С₀-С, моль/л	m, моль/кг		lgC	lgm
1	0,38	0,38	0	0	+	+	-	0	+
2	0,19	0,14	0,05	0,83	0,17	-0,85	-0,08	7,14	1,2
3	0,095	0,06	0,035	0,058	0,1	-1,22	-0,24	16,7	1,7
4	0,0475	0,02	0,0275	0,46	0,043	-1,7	-0,34	50	2,3
5	0,02375	0,01	0,01375	0,23	0,043	-2	-0,64	100	4,3

Определим равновесные С* в растворах:

С₁*=С₀=0,38 моль/л

С₂*= моль/л

С₃*=0,06 моль/л

С₄*=0,02 моль/л

С₅*=0,01 моль/л

Таблица 2

Результаты анализа:

№	V_k	V_щ	С, моль/л
1	5	19	0,38
2	10	14	0,14
3	10	6	0,06
4	10	2	0,02
5	10	1	0,01

7. Вычислим убыль концентрации кислоты в каждом растворе ∆С=С₀-С, и количество адсорбированного вещества по формуле , где g- навеска угля:

8. Изотерма адсорбции кислоты в координатах m=f(c):

9. График зависимости lgm=f(lgc)

Поскольку экспериментальные точки не укладываются на прямую, можно сделать вывод, что результаты опытов не согласуются с уравнением изотермы адсорбции Фрейндлиха.

10. График зависимости 1/m=f(1/c)

После построения зависимости 1/m=f(1/c) следует вывод о применимости уравнения изотермы адсорбции Ленгмюра : к данному случаю адсорбции, т.к. экспериментальные точки укладываются на прямую.

Константы уравнения и k определяются по размеру соответствующих отрезков на оси координат и угловым коэффициентам:

y=0,8 tg=0,7

Конечный вид уравнения:

11. Вычислим удельную поверхность активированного угля по формуле , где N_a- число Авогадро, S_M- площадь поперечного сечения молекулы адсорбата, равная для карбоновых кислот примерно 20,5^.10^-20м² .