Исследование молекулярной адсорбции растворенного вещества из растворов на активированном угле. Графические зависимости

Страницы работы

Содержание работы


Министерство образования Российской Федерации

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

(технический университет)

Лабораторная работа №3
По дисциплине:  Физическая и коллоидная химия

Тема: Исследование молекулярной адсорбции растворенного вещества из растворов на активированном угле

Выполнил:      студент  гр. ОП-01           ______________                     / В/

                                                                                                                (подпись)                                                            (Ф.И.О.)  

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:            ассистент                                  / В/

(должность)                                      (подпись)                                                       (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2004 г.

1. Теоретические сведения.

Адсорбция – самопроизвольный процесс изменения концентрации (или парциального давления) на границе раздела двух фаз, сопровождающийся уменьшением избыточной свободной энергии на этой поверхности. Различают моно – и полимолекулярную адсорбцию.

Адсорбент – тело, на поверхности которого происходит адсорбция.

Адсорбат – поглащаемое вещество.

 - удельная адсорбция растворенного вещества;

- уравнение Фрейндлиха;

 - тангенс угла наклона прямой ;

 - уравнение Ленгмюра;

 - предельное значение адсорбции, где у - ордината точки пересечения прямой  и оси Оу;

.

2. Опытные данные.

Титрование исходного раствора CH3COOH для определения ее истинной концентрации. Расчеты см. таблицу 1.

Таблица 1.

Уксусная кислота (исх раствор 0,4н)

Vщ, мл

Vcp, мл

Nщ, н

Nк, н

Ск, моль/л

1

15,3

15,45

0,105

0,32

0,32

2

15,6

Титрование равновесных растворов кислот после адсорбции на активированном угле.

Таблица 2.

Vа, мл

Vщ, мл

Nщ, н

Nк, н

Ск, моль/л

1

5

12,5

0,105

0,256

0,256

2

6.2

0,13

0,13

3

5,7

0,119

0,119

4

2,8

0,059

0,059

3. Использование результатов опыта.

Для оценки эксперимента и характера адсорбции делаем следующие вычисления.

Таблица 3.

Концентрация раствора, моль/л

Со-С, моль/л

m, моль/кг

C/m

lgC

lgm

1/C

1/m

исходная Со

равновесная С

1

0,32

0,256

0,064

0,08

3,2

-0,59

-1,1

3,9

12,5

2

0,16

0,13

0,003

0,842

0,175

-0,833

-0,075

6,803

1,188

3

0,08

0,119

0,039

0,529

0,127

-1,174

-0,276

14,925

1,890

4

0,004

0,059

0,055

0,340

0,085

-1,538

-0,469

34,483

2,945

4. Графические зависимости.

 5. Применимость законов Фрейндлиха и Ленгмюра.

5.1. Для закона Фрейндлиха рассмотрим график зависимости .

Определяем значение коэффициента 1/n:

, откуда

Значение коэффициента а:

Уравнение Фрейндлиха с определенными коэффициентами:

Уравнение дает удовлетворительные результаты, при подстановке экспериментальных концентраций получаем:

m(эксп), моль/кг

m(Фрейндлих), моль/кг

1,500

1,320

0,842

0,858

0,529

0,540

0,340

0,329

5.2. Для закона Ленгмюра анализируем график зависимости 1/m = f (1/C). Линия пересекает ось Оу в точке у = 0,32.

 моль/кг

 

Уравнение Ленгмюра с определенными коэффициентами:

*  

Уравнение дает удовлетворительные результаты, при подстановке экспериментальных концентраций получаем:

m(эксп), моль/кг

m(Ленгмюр), моль/кг

1,500

1,506

0,842

0,967

0,529

0,530

0,340

0,254

6. Удельная поверхность активированного угля.

После определения предельной адсорбции приближенно оцениваем удельную поверхность активированного угля:

м2/кг.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
218 Kb
Скачали:
0