Обработка результатов эксперимента

Отчёт по лабораторной работе № 1

По дисциплине: Физическая и коллоидная химия

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

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

Выполнили: ст. гр. ИЗ-10-1 _____________ / Сафонова Е.М./

_____________ / Грызлова С.А./

Проверил: преподаватель ____________ /Черемисина О.В./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

Исследование молекулярной адсорбции растворенного вещества из растворов на активированном угле

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

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

Оборудование и реактивы. Перемешивающее устройство; бюретка объемом 25 мл – 1 шт.; мерная пипетка объемом 50 мл – 1 шт.; мерная пипетка объемом 5 мл – 1 шт.; колбы круглые объемом 250 мл – 4 шт.; колбы конические объемом 250 мл – 6 шт; стакан химический объемом 150 мл – 1 шт.; стакан химический объемом 50 мл – 1 шт.; стакан химический объемом 250 – 300 мл – 1 шт.; воронка химическая - 4 шт.; фильтр беззольный «белая лента» – 4 шт.; гидроксид натрия – 0,1 н.. раствор; фенолфталеин; уксусная кислота) – растворы.

Содержание протокола лабораторной работы

Масса навески угля g = 4 г

Концентрация раствора щелочи С _(NaOH) = 0,1 экв/л

Слабый электролит – уксусная кислота CH3COOH

Ориентировочная концентрация слабого электролита С _{(СН3СООН)} = 0,4М

Выполнение раствора

1. Из заданного раствора кислоты приготовили 4 раствора путем последовательного разведения в 2 раза.
2. В каждую колбу с приготовленными растворами высыпали по навеске 4г активированного угля. Колбы поставили на перемешивающее устройство на 15 минут.
3. Осторожно слили растворы декантацией в подготовленные колбы под теми же номерами.
4. Провели титрование для определения концентрации растворов.

Результаты анализа проб:

№ пробы	Va, мл	V1(NaOH), мл	V2(NaOH ) , мл	Vср(NaOH), мл
исходная		20,4	20,5	20,45
			16,2	16,1
		8,4	8,5	8,45
		4,1		4,05
		1,9		1,95

Обработка результатов эксперимента

№	концентрация	С, моль/л	Г, моль/кг	С/Г	lgC	lgГ	1/C	1/Г
раствора, моль/л
С0	С*
исх.	0,409	0,409	0,000		0,000	-0,388	0,000	2,445	0,000
	0,205	0,322	0,118	1,469	0,219	-0,492	0,167	3,106	0,681
	0,102	0,169	0,067	0,835	0,203	-0,772	-0,079	5,917	1,199
	0,051	0,081	0,030	0,374	0,217	-1,092	-0,428	12,346	2,678
	0,026	0,039	0,013	0,168	0,232	-1,409	-0,775	25,641	5,953

1) Вычисляем концентрацию С₀ по результатам титрования с учетом разведения пробы.

,
и т.д.

2) Вычисляем концентрацию С* по результатам титрования:

,
и т.д.

3) Вычисляем D С.

и т.д.

4) Удельную адсорбцию растворенного вещества Г вычисляем по уравнению:
, где V – объем кислоты, взятый на адсорбцию, л; m_s – навеска адсорбента (активированного угля), кг.

и т.д.

5) Строим изотерму удельной адсорбции кислоты в координатах Г = f (C).

6) Строим изотерму адсорбции Фрейндлиха и вычисляем коэффициенты уравнения Фрейндлиха:

Уравнение: lgГ = lg a + (1/ n)lg C,
Коэффициенты: lg a = 0,6961, a = 4,967, 1/ n = 1,0356

7) Строим изотерму адсорбции Ленгмюра в координатах 1/Г = f (1/ C) и вычисляем коэффициенты уравнения Ленгмюра:

Определим коэффициенты по графику: ,

8) Проводим оценку удельной поверхности активированного угля по уравнению: , где N_A – число Авогадро; S_M – площадь поперечного сечения молекулы адсорбента, равная для карбоновых кислот .

Вывод: в данной лабораторной работе была построена изотерма адсорбции, проверена применимость к ней уравнений Фрейндлиха и Ленгмюра, определены постоянные, входящие в них и удельная поверхность активированного угля.