Исследование молекулярной адсорбции растворённого вещества из растворов на активированном угле. Определение равновесной концентрации уксусной кислоты

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский  Государственный  Горный институт им. Г.В.Плеханова

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Отчёт по лабораторной работе № 1.

По дисциплине:                                    Физическая химия                                                        л

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема:   Исследование молекулярной адсорбции растворённого вещества из растворов на активированном угле.

Выполнил:    студент        гр. ОП-03         ______________                       / /

                                                                                                                      ^{(подпись)                                                        (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:      доцент                ______________                     / /

                                            ^{(должность)                                   (подпись)                                                          (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2006 г.

Цель работы:

ü  применяя статический метод, исследовать влияние концентрации растворов на удельную адсорбцию слабой кислоты активированным углём;

ü  используя полученные экспериментальные данные, построить изотерму адсорбции, проверить применимость к ней уравнений изотерм адсорбций Фрейндлиха и Ленгмюра, а также найти постоянную этих уравнений;

ü  оценить удельную поверхность активированного угля.

Полученные экспериментальные данные и их обработка.

1.  Определение точной концентрации С₀ исходного раствора уксусной кислоты титрованием её аликвоты в 5 мл 0,1н. раствора гидроксида натрия в присутствии 3 – 5 капель спиртового раствора фенолфтолеина.

2.  Определение равновесной концентрации уксусной кислоты.

3.  Вычисление убыли концентрации кислоты в каждом растворе  и количества адсорбированного вещества по формуле , где g – навеска адсорбента (g=3г), г; V – объём раствора, см³.

4.  Изотерма адсорбции в координатах m=f(C). Закон Генри (“область Генри”).

Удельная адсорбция увеличивается с ростом концентрации раствора, а в бесконечно разбавленных растворах  данная зависимость носит прямолинейный характер (“область Генри”), и адсорбция подчиняется закону Генри m=KC. Таким образом можно вычислить константу Генри:

5.  Изотерма адсорбции в координатах lgm=f(lgC). Уравнение Фрейндлиха.

Проверка применимости уравнения Фрейндлиха m=aC^1/n и определение его постоянных:

 уравнение Фрейндлиха не применимо, так как результаты опытов не согласуются с результатами, полученными при расчёте.

6.  Изотерма адсорбции в координатах С/m=f(C). Уравнение Ленгмюра.

Проверка применимости уравнения Ленгмюра  (где  - предельная адсорбция) и определение его постоянных:

 уравнение Ленгмюра применимо отклонения обусловлены погрешностью измерения.

7.  Удельная поверхность активированного угля:

, где  - число Авогадро, 1/моль;  - площадь поперечного сечения молекулы адсорбента, равная для карбоновых кислот примерно 20,5*10^-20м².

Вывод: опыт показал, что полученные данные не применимы для  уравнения Фрейндлиха, но в принципе применимы для уравненияия Ленгмюра. Тогда, определив предельную адсорбцию, можно приближённо оценить удельную поверхность активированного угля, применяемого в качестве адсорбента.